[發明專利]一種抗蠕變性耐高溫鑄造鋁合金及其制造方法

在審

• 申請號: 202110332198.3
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113122759A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 孫杰;房洪杰;肖富來;鞠大偉;汪洪波;陳小龍
• 申請（專利權）人: 煙臺南山學院
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

一種抗蠕變性耐高溫鑄造鋁合金，屬于鋁合金制造領域，包括如下質量百分比的的物質組成：5.0?8.0％的Zn，2.5?3.5％的Mg，2.0?3.0％的Hf，0.3?0.6％的Sc和0.2?0.5％的Zr，余量為Al和雜質。本發明主要用于鑄造鋁合金，解決了現有技術中鋁合金在高溫條件下的抗蠕變性能會急劇下降，影響使用的缺陷。

技術領域

本發明屬于鋁合金制造領域，具體公開了一種抗蠕變耐高溫鑄造鋁合金及其制備方法。

背景技術

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。

目前已有的車用耐熱鋁合金主要有Al-Mg-RE、Al-Mg-Si-RE、Al-Mg-Sr、Al-Mg-Sn、和Al-Zn-Mg-Sn等耐熱鋁合金。鋁合金的析出相延基體的棱柱面析出，能夠有效阻礙位錯的基面滑移，具有較強的抗拉強度。但是現有的耐熱鋁合金的析出相在高溫時會迅速長大，所以此鋁合金在高溫條件下的抗蠕變性能會急劇下降，影響使用。

發明內容

本發明提供一種抗蠕變性耐高溫鑄造鋁合金，用以解決現有技術中鋁合金在高溫條件下的抗蠕變性能會急劇下降，影響使用的缺陷。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種抗蠕變性耐高溫鑄造鋁合金，包括如下質量百分比的物質組成：5.0-8.0％的Zn，2.5-3.5％的Mg，2.0-3.0％的Hf，0.3-0.6％的Sc和0.2-0.5％的Zr，余量為Al和雜質。

進一步，所述的雜質包括Fe、Ni、Cu。

進一步，所述的雜質質量小于總質量的0.15％。

進一步，所述的Hf、Sc與Zr的質量分別記為中間合金Al-Hf、Al-Sc與Al-Zr，三者質量分別為Hf、Sc與Zr的質量。

進一步，一種抗蠕變性耐高溫鑄造鋁合金的制備方法，包括如下步驟：

(1)準確稱量鋁、鋅、鎂和中間合金Al-Hf、Al-Sc與Al-Zr，送入預熱釜中進行預熱；

(2)將鋁送入熔融釜中進行融化，融化完成后升溫至700℃，加入鋅、鎂，當熔體溫度達到720℃-780℃時加入中間合金Al-Hf、Al-Sc與Al-Zr；

(3)攪拌3分鐘使其充分熔化，再升溫至790℃，保溫25分鐘后降溫，精煉6分鐘后靜置30分鐘；

4)冷卻，去除表面浮渣，進行澆鑄得鋁合金。

進一步，所述的鋁、鋅、鎂的純度為99.9％以上，所述的中間合金Al-Hf、Al-Sc與Al-Zr的純度為99.5％以上。

進一步，所述的步驟(1)中的預熱釜的預加熱溫度為120-150℃。

進一步，所述的步驟(4)中的鋁合金熔融物降溫至730-760℃。

進一步，所述的步驟(4)中澆鑄時將模具預熱至200-300℃。

進一步，所述的鋁為工業純鋁，所述的鎂為工業純鎂，所述的鋅為工業純鋅。

本發明的優點是：本發明通過Hf或Sc元素的加入可產生延棱柱面生長的析出相，提高了合金的抗蠕變性能，Zn的加入一方面能夠起到釘扎晶界的作用，另一方面Zn與Hf和Sc共同作用可形成大量長周期有序堆垛結構，能夠阻礙位錯的基面滑移，強化基體，進一步提高了合金的高溫抗蠕變性能，另外，加入Zr作為晶粒細化劑可顯著細化晶粒，提高合金的屈服強度。

附圖說明

圖1表示實施例1所述合金的金相圖；