CN102140601B - 一种Al-Si-Cu-Mg-xEr稀土压铸铝合金 - Google Patents
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Abstract
一种Al-Si-Cu-Mg-xEr稀土压铸铝合金，合金元素包括Al-Si-Cu-Mg压铸合金的各种元素，其中Si的重量百分比为11.0%，Cu的重量百分比为2.5%，Mg的重量百分比为0.2%，余量为Al，其特征在于合金元素还包括合金化的稀土元素Er，且其重量百分比为0.1～0.9%。本发明的技术效果是：在铝合金中加入稀土Er不会提高生产成本，并且稀土Er的加入能明显细化球化晶粒，增加强化相，从而大幅度提高合金强度和延伸率，而且工艺简单、安全可靠，操作方便，且无三废污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金，尤其涉及一种Al-Si-Cu-Mg-xEr稀土压铸铝合金。
背景技术
稀土元素具有独特的电子层结构及物理化学性质，有独特的4f电子结构、大的原子磁矩、很强的自旋耦合等特性，与其他元素形成稀土配合物时，配位数可在6～12之间变化，并且稀土化合物的晶体机构也是多种多样的。因此，稀土元素可广泛用于高新技术新材料领域。
国外对稀土铝合金的研究很少，含Sc铝合金研究较多，但是有Sc元素价格非常昂贵，主用用于航天军工领域，在民用方面，很难得到广泛应用。国内的研究主要将稀土元素作为一种精炼剂和变质剂，并取得了良好的效果，但将稀土元素Er作为一种合金化元素的压铸铝合金还未见报道。
铝硅铜压铸合金是一类高强度压铸铝合金，例如我国的Y108、Y112、Y113、Y117等，机械强度较高（GB/T15115-94），数值如下：
Y108 抗拉强度σb=240N/mm2，延伸率δ=1%，布氏硬度HB=90
Y112 抗拉强度σb=240N/mm2，延伸率δ=1%，布氏硬度HB=85
Y113 抗拉强度σb=230N/mm2，延伸率δ=1%，布氏硬度HB=85
Y117 抗拉强度σb=230N/mm2，延伸率δ<1%。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种Al-Si-Cu-Mg-xEr稀土压铸铝合金，以合适的量加入到Al-Si-Cu-Mg合金中，能与合金发生有效的微合金化作用，以提高合金的力学性能。
本发明是这样来实现的，合金元素包括Al-Si-Cu-Mg压铸合金的各种元素，其中Si的重量百分比为11.0%，Cu的重量百分比为2.5%，Mg的重量百分比为0.2%，余量为Al， 其特征在于合金元素还包括合金化的稀土元素Er，且其重量百分比为0.1～0.9%。
本发明的技术效果是：在铝合金中加入稀土Er不会提高生产成本，并且稀土Er的加入能明显细化球化晶粒，增加强化相，从而大幅度提高合金强度和延伸率，而且工艺简单、安全可靠，操作方便，且无三废污染。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施实例1：将Al-Si-Cu-Mg合金加入到石墨粘土坩埚，在电阻炉中熔炼，熔炼温度为780℃，搅拌均匀后，将熔体温度降到720℃，保温30分钟，除气扒渣，将熔体温度降到650℃后，压铸成标准试棒。
实施实例2：将Al-Si-Cu-Mg合金加入到石墨粘土坩埚，在电阻炉中熔炼，熔炼温度为780℃，搅拌均匀后，将熔体温度降到720℃，再在上述合金溶液中添加Al-Er中间合金，其中稀土Er元素占合金总重量的0.3%（重量百分比），保温30分钟，除气扒渣，将熔体温度降到650℃后，压铸成标准试棒。
实施实例3：将Al-Si-Cu-Mg合金加入到石墨粘土坩埚，在电阻炉中熔炼，熔炼温度为780℃，搅拌均匀后，将熔体温度降到720℃，再在上述合金溶液中添加稀土元素Al-Er中间合金，其中稀土Er元素占合金总重量的0.6%（重量百分比），保温30分钟，除气扒渣，将熔体温度降到650℃后，压铸成标准试棒。
实施实例4：将Al-Si-Cu-Mg合金加入到石墨粘土坩埚，在电阻炉中熔炼，熔炼温度为780℃，搅拌均匀后，将熔体温度降到720℃，再在上述合金溶液中添加稀土元素Al-Er中间合金，其中稀土Er元素占合金总重量的0.9%（重量百分比），保温30分钟，除气扒渣，将熔体温度降到650℃后，压铸成标准试棒。
稀土Er的加入能明显细化球化晶粒，改变第二相形态，从而大幅度提高合金强度，而且工艺简单、安全可靠，操作方便，且无三废污染。同时，表1也表明随着Er含量的增加，合金的力学性能大幅增加，当Er的含量增加到0.6%时，合金的抗拉强度达到260MPa较没有加Er的合金基体提高了8.3%，同时延伸率达到3.65%较没有加Er的合金基体提高了265%。综上所述，Er的加入使得合金的抗拉强度和延伸率都得到了大幅提高，从而为新型压铸铝合金的开发和应用奠定基础。
Er含量对Al-Si-Cu-Mg-xEr合金拉伸性能和延伸率的影响
表1
Claims (2)
1.一种Al-Si-Cu-Mg-xEr稀土压铸铝合金制备方法，其特征是将Al-Si-Cu-Mg合金加入到石墨粘土坩埚，在电阻炉中熔炼，熔炼温度为780℃，搅拌均匀后，将熔体温度降到720℃，再在上述合金溶液中添加稀土元素Al-Er中间合金，其中稀土Er元素占合金总重量的0.6％，保温30分钟，除气扒渣，将熔体温度降到650℃后，压铸成标准试棒。
2.一种Al-Si-Cu-Mg-xEr稀土压铸铝合金制备方法，其特征是将Al-Si-Cu-Mg合金加入到石墨粘土坩埚，在电阻炉中熔炼，熔炼温度为780℃，搅拌均匀后，将熔体温度降到720℃，再在上述合金溶液中添加稀土元素Al-Er中间合金，其中稀土Er元素占合金总重量的0.9％，保温30分钟，除气扒渣，将熔体温度降到650℃后，压铸成标准试棒。
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