[發明專利]一種含稀土Y共晶的高強耐熱鑄造鋁銅合金及制備方法

有效

• 申請號: 202011509626.7
• 申請日: 2020-12-19
• 公開（公告）號: CN112760534B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 劉志義;梅自強;歐林南;曹靖
• 申請（專利權）人: 中南大學;長沙星蕭材料科技有限公司
• 主分類號: C22C21/16
• 分類號: C22C21/16;C22C1/03;C22F1/057
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 羅江

1.一種含稀土Y共晶的高強耐熱鑄造鋁銅合金，其特征在于，所述鋁銅合金中各組分的質量百分比為：Cu：6.5-7.8％，Mg：0.1-0.4％，Ag：0.8-1.2％，Y：0.1-0.5％，Mn：0.2-0.4％，V：0.1-0.3％，Cd：0.1-0.3％，Ti：0.1-0.3％，B：0.02-0.06％，余量為Al，Ti和B的質量比為5：1，在鋁銅合金中形成有Al₈Cu₄Y共晶組織，對鋁銅合金鑄件進行固溶處理和欠時效熱處理：在525-530℃下保溫10-14h，迅速水淬至室溫；在155-170℃下保溫10-14h，空冷至室溫。

2.根據權利要求1所述的含稀土Y共晶的高強耐熱鑄造鋁銅合金，其特征在于：所述鋁銅合金中各組分的質量百分比為：Cu：7.0％，Mg：0.25％，Ag：1.0％，Y：0.3％，Mn：0.3％，V：0.2％，Cd：0.2％，Ti：0.2％，B：0.04％，余量為Al。

3.一種根據權利要求1或2所述的含稀土Y共晶的高強耐熱鑄造鋁銅合金的制備方法，其特征在于：具體步驟如下：

S1、準備原料；按合金組分準備原料，其中Al、Mg、Ag和Cd為純金屬，Cu、Mn、V、Y、Ti和B分別為Al-45%Cu、Al-10%Mn、Al-4.2%V、Al-20%Y和Al-5%Ti-B中間合金；

S2、工具準備；合金熔煉所使用的工具，需用氧化鋅涂料進行涂覆，并在150-200℃下烘干4-6h；合金澆鑄所使用的模具需在200-400℃下預熱2-4h；

S3、熔煉;將純Al和Al-45%Cu加熱至760-780℃，待其完全熔化后，進行除渣處理；加入Al-10%Mn、Al-4.2%V和純Ag，待其完全熔化后，通入純度≥99.9％的高純氬氣并強烈攪拌對熔體進行精煉20-30min，接著進行除渣處理；將爐溫降至720-730℃，用鐘罩將純Mg、純Cd和Al-20%Y壓入熔體，待其完全熔化后進行緩慢攪拌，接著加入Al-5%Ti-B晶粒細化劑，并靜置10-20min；撇渣后將金屬液澆注到模具中得到鑄件；

S4、熱處理；對鑄件進行高溫固溶處理和欠時效熱處理。

4.根據權利要求3所述的含稀土Y共晶的高強耐熱鑄造鋁銅合金的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中準備好原料后，將原料在150-200℃下預熱1-2h，除去原料中所含的水分，純Mg和純Cd用鋁箔包裹嚴實。

5.根據權利要求3所述的含稀土Y共晶的高強耐熱鑄造鋁銅合金的制備方法，其特征在于：所述步驟S4中的固溶處理和欠時效熱處理分別是：在530℃下保溫12h，迅速水淬至室溫；在165℃下保溫12h，空冷至室溫。

6.根據權利要求3所述的含稀土Y共晶的高強耐熱鑄造鋁銅合金的制備方法，其特征在于：通過步驟S1-S4后最終制備的高強耐熱鋁合金試棒的力學性能指標為：室溫抗拉強度450-470 MPa，屈服強度365-385 MPa，斷后伸長率4-7%； 300℃高溫抗拉強度205-225 MPa，屈服強度200-220 MPa，斷后伸長率7-11%。