[發明專利]一種復合稀土RE鑄造鋁合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010316308.2
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111455231A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 閆洪;楊祖貴;李和平;包崇軍;張輝;劉云波;金自欽;孫彥華;譚國寅;任帥鵬;曹瑞珂;岳有成;李浩;王勁榕;周悅
• 申請（專利權）人: 昆明冶金研究院有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;C22F1/043
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 徐玲菊;蔣文睿

本發明提供一種復合稀土RE鑄造鋁合金材料及其制備方法,該合金主要由由下列質量比的組分組成：Er 0.12%～0.85%，Sc 0.18%～0.68%，Si 5.8%～7.5%，Mg 0.15%～0.48%，Ti0.08%～0.20%，Fe0.25%，Cu0.10%，Mn 0.05%，Zn 0.08%，余量為Al。使共晶硅細化為1μm的顆粒狀，改善鑄造鋁合金的組織結構，形成的Al_3.21Si_0.47相、Al₃Sc相、Sc相、ScSi₂相和ErSi₂相等硬質相，使性能得到很大提高，特別是鉺、鈧元素在鋁合金中分散分布，從而使鋁合金具有更高的強度、塑性變形量、彈性模量，更寬的熔化溫度范圍,具有更強實用性。

技術領域

本發明涉及一種復合稀土RE鑄造鋁合金材料及其制備方法，屬于金屬材料制備技術領域。

背景技術

目前,常用鑄造鋁合金的強度不足，無法使鋁合金零部件在重量和厚度上進一步減輕和減薄。為提高鑄造鋁合金在航空航天、交通運輸工具上的應用性能，要求其零部件必須在減輕整體重量的前提下，具有較高的綜合機械性能。對此，以輕質量、節約降耗、有益環保為目標，尋找新的鋁合金化元素，提高鋁合金的綜合機械性能，使其在航空航天、交通運輸工具上具有極大的應用前景。

鉺和鈧是性能優異的合金化元素,能夠很好的滿足輕質量、節約降耗、有益環保的要求，因此，開展含有Er和Sc的鑄造鋁合金的研究，能顯著提高和改善鋁合金的組織和性能，對充分利用資源優勢、推動國民經濟和高新科技的發展,具有重大的現實意義。

已有專利公開了改進型7005鋁合金冰箱發泡埋鑄件的加工工藝，其合金成分為:Si≤0.35％，Fe≤0.40％，Cu≤0.1％，Mn0.2～0.7％，Mg1.0～1.8％，Zn4.0～5.0％，Ti0.01～0.06％，Zr0.058～0.20％，Er0.05～0.08％，Sc0.04～0.06％，La0.03～0.05％,其它雜質元素≤0.15％,余量為鋁，并發生有效的合金化作用，經過均勻化退火處理，提高合金的強度和耐應力腐蝕性能，但未涉及到共晶硅的形貌和大小、布氏硬度、最大變形、彈性模量、斷后伸長率、合金的熔化溫度范圍、鉺、鈧元素在鋁合金中的分散、分布情況以及阻止大塊狀Sc相和Er相的大量析出等。另外的專利公開了一種高導耐熱耐蝕的鋁合金導線及制備工藝和應用，其合金成分為:Er0.05～0.30wt％，Sc0.10～0.20wt％，Zr0.05～0.15wt％，Si0.05～0.10wt％，其余雜質含量總和小于0.03wt％，還要經過時效熱處理和擠壓處理,獲得的鋁合金導線的電導率大于61.8％IACS，抗拉強度大于190MPa，耐熱溫度高達210℃,在3.5wt％NaCl溶液中，加載60％屈服強度應力腐蝕1個月不斷裂。

但存在著添加的Sc含量和Er含量較低的問題,其發泡模鋁合金鑄件的Er0.05％～0.08％,Sc0.04％～0.06％及鋁合金導線的Er0.05％～0.30wt％,Sc0.10％～0.20wt％,較低含量的Er和Sc對共晶硅不起作用，不能有效改善共晶硅的形狀和大小。還有,所添加的稀土La和Zr對共晶硅的作用也不明顯,無法提高鋁合金的性能。

另外,由于發泡模鋁合金鑄件和鋁合金導線中的硅含較低,發泡模鋁合金鑄件的Si≤0.35％和鋁合金導線中的Si是0.05％～0.07％,因此,出現了不能有效形成共晶硅的情形。

同時沒有涉及到共晶硅的形貌和大小、布氏硬度、最大變形、彈性模量、斷后伸長率、合金的熔化溫度、鉺和鈧元素在鋁合金中的分散及分布情況，以及阻止大塊狀Sc相和Er相的大量析出等。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明提供一種復合稀土RE鑄造鋁合金材料及其制備方法。

本發明通過下列技術方案完成：一種復合稀土RE鑄造鋁合金材料,其特征在于由下列質量比的組分組成：