[發明專利]一種輕稀土摻雜硅鋁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202110214007.3
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN114959371A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王華
• 申請（專利權）人: 龍巖雙潮光電科技有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C21/10;C22C1/02;C22C21/00;C22F1/04;C22F1/043;C22F1/053
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種輕稀土摻雜硅鋁合金及其制備方法。所述輕稀土摻雜硅鋁為在金屬鋁中摻有硅、鐵、銅、錳、鎂、鉻、鋅、鈦、鋯和輕稀土金屬，合金按重量100份數計，組分為：硅：3～12份；鐵：0.08～0.15份；銅：2.0～2.6份；錳：0.01～0.1份；鎂：1.9～2.6份；鉻：0.01～0.04份；鋅：5.7～6.7份；鈦：0.04～0.06份；鋯：0.1～0.14份；輕稀土金屬：1～4份。本合金具有滿足使用的要求的機械性能和熱穩定性、良好的導熱性能及安全性和高性價比，用其制造微光夜視頭盔的結構件，能在獲得可靠成像效果的同時，滿足復雜環境使用需求。

技術領域

本發明屬于鋁合金材料技術領域，涉及一種輕稀土摻雜碳鋁合金及其制備方法，本合金適用于微光夜視頭盔結構件制造。

背景技術

目前，微光夜視頭盔是指在野外或者低照度環境下，輔助佩戴人員具備正常觀察能力的頭戴裝備。它不但能應用于軍警執行任務的場合，在電力夜間搶修，大型農機夜間搶收搶種等場合都有極大的應用潛力。由于此裝備配備多種光電設備，對其結構材料在力學性能、熱學性能方面有較高要求。現有的硅鋁合金，在材料強度，熱膨脹系數及加工性能方面，難以切合該頭盔的實際使用需求。通常添加的鐵、銅、鋅、銀、鎂、鎳、鍺、錫等元素，雖然改善了合金的強度，但是由于Si的不均勻分布，使得材料均勻性較差，本發明通過輕稀土加入，可改善微合金的形貌，在提高合金性能的同時提升其均勻性，適應于微光夜視頭盔架構件的制造，在價格、加工成本、剛度、重量、熱穩定性方面符合要求。

發明內容

本發明的主要目的是為了提供一種輕稀土摻雜硅鋁合金及其制備方法，以滿足微光夜視頭盔結構件的制造要求，可通過采用如下技術方案達到：

一種輕稀土摻雜硅鋁合金，在金屬鋁中摻有Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Gr、Zn、Ti、Zr和輕稀土金屬；按輕稀土摻雜硅鋁合金重量100份數計，各摻雜元素的組分為： Si：3～12份；Fe：0.08～0.15份；Cu：2.0～2.6份；Mn：0.01～0.1份；Mg：1.9～2.6份；Gr：0.01～0.04份；Zn：5.7～6.7份；Ti：0.04～0.06份；Zr：0.1～0.14份；輕稀土金屬：1～4份。

所述輕稀土金屬為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪的任意一種或多種混合物。

并且：硅和稀土的質量比為：硅：稀土＝3:1。

一種輕稀土摻雜硅鋁合金的制備方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：對Si、鋁錠、輕稀土金屬稀土和其他原料進行預處理，主要采用研磨細化的方式使原料粒徑在10mm以下，然后進行精確稱量；

步驟2：將Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Gr、Zn、Ti、Zr、輕稀土金屬和鋁加入到熔煉爐的坩堝中，設置熔煉爐的溫度并在開始熔融時不斷攪拌，并向熔煉爐內通入稀有氣體；

步驟3：當攪拌均勻時將熔化后的熔液注入模具中，并對胚體進行熱處理，通過調節熱處理的溫度和時間高低降低或消除偏析；

步驟4：對胚料進行擠壓處理，提高其機械性能；

步驟5：將坯料進行機械加工成所需的微光夜視頭盔結構件，對加工后的部件進行滲透探傷。

優選的，在步驟2中使用的坩堝為剛玉制。

優選的，在步驟2中，加入的稀有氣體為氦、氖、氬、氪和氙中的一種或多種，攪拌使用的器具是剛玉器具。

優選的，在步驟2中，熔煉加熱范圍為800～1200℃。

優選的，在步驟3中，熱處理采用的是將工件加熱到800～1000℃，長時間保溫5～24小時后隨爐冷卻。

本發明的有益技術效果：按照本發明的一種輕稀土摻雜硅鋁合金及其制備方法，新型復合材料具有滿足使用的要求的機械性能和熱穩定性、良好的導熱性能及安全性和高性價比，用其制造微光夜視頭盔的結構件，能在獲得可靠成像效果的同時，滿足復雜環境使用需求。

具體實施方式