CN105200278A - 一种含Ce挤压铸造Al-Si-Cu-Mg合金 - Google Patents

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Abstract

一种含Ce挤压铸造Al-Si-Cu-Mg合金，属于金属合金技术领域。本发明所提供的合金中各组分及其重量百分比为：Si含量为8.5～11％，Cu含量为0.6～0.9％，Mg含量为0.25～0.4％，稀土Ce含量为0～0.1％，余量为Al，其中稀土Ce最优重量比为0.05％。本发明加入稀土Ce，大大提高了铝硅铜镁合金的综合机械性能，铸态下合金的抗拉强度(σb)由220MPa增加到240MPa，提高了9％；延伸率(δ)从2％提高到2.7％，提高了35％。由此可推断，Ce有望成为改善挤压铸造铝硅铜镁合金性能的有效合金元素。

Description

一种含Ce挤压铸造Al-Si-Cu-Mg合金
技术领域
本发明属于金属合金技术领域，具体涉及添加Ce的挤压铸造Al-Si-Cu-Mg合金。
背景技术
文献查阅结果表明，挤压铸造Al-Si合金通过添加Cu、Mg等合金元素可以显著提高其力学性能。Al-Si合金的机械性能取决于共晶硅形貌以及分布，初生α-Al，析出相大小与形貌，孔隙的分布与大小。随着Si含量的增加，铸造性能改善，但组织中会出现针状和板状的共晶硅相，硅相尖端和棱角处易引起应力集中，使合金变脆，力学性能降低。稀土Ce在变质、细化晶粒以及消除挤压铸造件内部氢气孔上有很强的优势，对合金的综合性能的提高具有显著的作用。但是稀土Ce添加量过少，合金的变质细化效果不明显；稀土Ce添加的量过多，稀土元素富集明显，失去变质的效果，此外随着稀土元素添加量的增加，含稀土多元共晶相析出也越来越多，对材料的性能照成很不利的影响。因此研究稀土Ce的添加量对挤铸Al-Si-Cu-Mg合金的作用有积极的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金,及其作为挤压铸造的应用。
本发明所提供的添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金，其中各合金组分及其重量百分比为：Si含量为8.5～11％，Cu含量为0.6～0.9％，Mg含量为0.25～0.4％，稀土Ce含量为0～0.1％，余量为Al。
合金中稀土Ce的重量百分比优选0.05％。
本发明所提供的添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金，是采用传统的铸锭冶金法。
制备：将坩埚加热到600℃-650℃，加入工业高纯Al和Al-20Si中间合金，待温度升高到760℃-770℃加入六氯乙烷C2Cl6与Na2SiF6除气精炼，温度下降到730℃-740℃加入工业纯Mg(用铝箔包裹)，将真空熔炼的Al-Ce中间合金加入到铝硅铜镁合金中保温30min，710℃-720℃浇注于水冷铜模中，获得合金铸锭，作为挤压铸造合金原料。
本发明具有以下有益效果：
本发明由于加入了稀土Ce，大大提高了铝硅铜镁合金的综合机械性能，使合金的抗拉强度(σb)和屈服强度(σ0.2)均提高，其延伸率(δ)略有升高，铸态下合金的抗拉强度(σb)由220MPa增加到240MPa，提高了9％；延伸率(δ)从2％提高到2.7％，提高了35％。由此可推断，Ce有望成为改善挤压铸造铝硅铜镁合金性能的有效合金元素。
附图说明
图1、不同稀土Ce含量对铝硅铜镁合金的抗拉强度变化曲线。
图2、不同稀土Ce含量对铝硅铜镁合金的延伸率变化曲线。
图3、不同稀土Ce含量对铝硅铜镁合金二次枝晶间距的影响图。
图4、稀土Ce对共晶硅形貌的影响图，
a)0％Ceb)0.05％Cec)0.1％Ce。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步描述，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
将99.99％高纯铝(1440g)、Al-21Si中间合金(1425g)、工业高纯镁(12g)、Al-47Cu(51g)中间合金加入到石墨坩埚中，在电阻炉中熔炼目标合金，加热温度在740℃～760℃，等合金完全熔化后进行除气、搅拌，静置后浇注于水冷铜模中制得Al-Si-Cu-Mg合金铸锭。经均匀化处理后将铸锭进行切头、铣面。通过力学性能测试，合金的抗拉强度(σb)为220MPa，延伸率(δ)为2％。经过金相软件统计分析，平均二次枝晶间距为28μm。
实施例2
将99.99％高纯铝(1423g)、Al-21Si中间合金(1425g)、工业高纯镁(12g)、Al-47Cu(51g)中间合金加入到石墨坩埚中，在电阻炉中熔炼目标合金，加热温度在760℃，等合金完全熔化后进行除气、搅拌，温度下降到740℃时加入Al-10Ce中间合金(17g)保温30min后浇注于水冷铜模中制得Al-Si-Cu-Mg-0.05Ce合金铸锭。经均匀化处理后将铸锭进行切头、铣面。通过力学性能测试，合金的抗拉强度(σb)为240MPa，延伸率(δ)为2.6％。经过金相软件统计分析，平均二次枝晶间距为25μm。
实施例3
将99.99％高纯铝(1407g)、Al-21Si中间合金(1425g)、工业高纯镁(12g)、Al-47Cu(51g)中间合金加入到石墨坩埚中，在电阻炉中熔炼目标合金，加热温度在760℃，等合金完全熔化后进行除气、搅拌，温度下降到740℃时加入Al-10Ce中间合金(33g)保温30min后浇注于水冷铜模中制得Al-Si-Cu-Mg-0.1Ce合金铸锭。经均匀化处理后将铸锭进行切头、铣面。通过力学性能测试，合金的抗拉强度(σb)为231MPa，延伸率(δ)为2.4％。经过金相软件统计分析，平均二次枝晶间距为22μm。
对比例1
将99.99％高纯铝(1374g)、Al-21Si中间合金(1425g)、工业高纯镁(12g)、Al-47Cu(51g)中间合金加入到石墨坩埚中，在电阻炉中熔炼目标合金，加热温度在760℃，等合金完全熔化后进行除气、搅拌，温度下降到740℃时加入Al-10Ce中间合金(66g)保温30min后浇注于水冷铜模中制得Al-Si-Cu-Mg-0.2Ce合金铸锭。经均匀化处理后将铸锭进行切头、铣面。通过力学性能测试，合金的抗拉强度(σb)为203MPa，延伸率(δ)为2.1％。经过金相软件统计分析，平均二次枝晶间距为19μm。
对比例2
将99.99％高纯铝(1308g)、Al-21Si中间合金(1425g)、工业高纯镁(12g)、Al-47Cu(51g)中间合金加入到石墨坩埚中，在电阻炉中熔炼目标合金，加热温度在760℃，等合金完全熔化后进行除气、搅拌，温度下降到740℃时加入Al-10Ce中间合金(132g)保温30min后浇注于水冷铜模中制得Al-Si-Cu-Mg-0.4Ce合金铸锭。经均匀化处理后将铸锭进行切头、铣面。力学性能测试，合金的抗拉强度(σb)为200MPa，延伸率(δ)为1.7％。经过金相软件统计分析，平均二次枝晶间距为17.5μm。
对比例3
将99.99％高纯铝(1242g)、Al-21Si中间合金(1425g)、工业高纯镁(12g)、Al-47Cu(51g)中间合金加入到石墨坩埚中，在电阻炉中熔炼目标合金，加热温度在760℃，等合金完全熔化后进行除气、搅拌，温度下降到740℃时加入Al-10Ce中间合金(198g)保温30min后浇注于水冷铜模中制得Al-Si-Cu-Mg-0.6Ce合金铸锭。经均匀化处理后将铸锭进行切头、铣面。通过力学性能测试，合金的抗拉强度(σb)为197MPa，延伸率(δ)为1.65％。经过金相软件统计分析，平均二次枝晶间距为20μm。
对比例4
将99.99％高纯铝(1176g)、Al-21Si中间合金(1425g)、工业高纯镁(12g)、Al-47Cu(51g)中间合金加入到石墨坩埚中，在电阻炉中熔炼目标合金，加热温度在760℃，等合金完全熔化后进行除气、搅拌，温度下降到740℃时加入Al-10Ce中间合金(264g)保温30min后浇注于水冷铜模中制得Al-Si-Cu-Mg-0.8Ce合金铸锭。经均匀化处理后将铸锭进行切头、铣面。通过力学性能测试，合金的抗拉强度(σb)为189MPa，延伸率(δ)为1.5％。经过金相软件统计分析，平均二次枝晶间距为25μm。
将上述7个例子中获得的铸锭按GB/T228.1-2010加工成拉伸试样，在MTS810材料拉伸试验机上测试不同Ce含量合金的拉伸力学性能,如表1所示。
从表1中可以看出，添加合适的Ce含量可以提高材料的抗拉强度和延伸率。当Ce含量为0.05％时，合金的抗拉强度达到240MPa，延伸率为2.7，达到了峰值。铝硅合金的力学性能主要由初生α-Al晶粒大小、共晶硅的形貌以及析出相的分布决定。添加Ce元素具有较高的综合力学性能，只要是因为Ce影响共晶硅的生长形态，共晶硅由板状和针状转变成短棒状，细小地分布在基体上。此外，添加的Ce与Al生成Al4Ce与α-Al晶体结构相似，晶格参数相似，故可以作为α-Al结晶时的异质晶核，细化了α-Al，提高了材料的力学性能。
表1Al-Si-Cu-Mg合金添加不同Ce量后的拉伸性能

Claims (4)

1.一种添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金，其特征在于，合金中各合金组分及其重量百分比为：Si含量为8.5～11％，Cu含量为0.6～0.9％，Mg含量为0.25～0.4％，稀土Ce含量为0～0.1％，余量为Al。
2.根据权利要求1的添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金，其特征在于，稀土Ce的重量百分比优选0.05％。
3.制备权利要求1的添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金的方法，其特征在于，是采用传统的铸锭冶金法，具体如下：
将坩埚加热到600℃，加入工业高纯Al和Al-20Si中间合金，待温度升高到760℃加入六氯乙烷C2Cl6除气精炼，温度下降到740℃加入工业纯Mg，将真空熔炼的Al-Ce中间合金加入到铝硅铜镁合金中保温30min，720℃浇注于水冷铜模中，获得合金铸锭。
4.权利要求1或2的添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金作为挤压铸造合金原料的应用。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107858565A (zh) * 2017-12-13 2018-03-30 浙江诺达信汽车配件有限公司 一种高强高韧性的压铸用铝合金材料
CN109161733A (zh) * 2018-10-23 2019-01-08 山东泰来铸铝科技有限公司 一种添加Zn的Al-Si-Cu-Mg铝合金及其铸造固溶强韧化工艺
CN109468499A (zh) * 2018-11-26 2019-03-15 齐鲁工业大学 一种高强高韧的Al-Si-Cu-Mg-Zn铸造合金材料及其时效工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040045638A1 (en) * 2000-12-14 2004-03-11 Michel Garat Safety component moulded in a1-si alloy
CN101353745A (zh) * 2008-09-10 2009-01-28 中南大学 一种Al-Mg-Mn-Sc-Er合金
US20120000578A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Cast aluminum alloys
CN103305732A (zh) * 2013-05-16 2013-09-18 天津立中合金集团有限公司 制备含稀土钇的超高强变形铝合金的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040045638A1 (en) * 2000-12-14 2004-03-11 Michel Garat Safety component moulded in a1-si alloy
CN101353745A (zh) * 2008-09-10 2009-01-28 中南大学 一种Al-Mg-Mn-Sc-Er合金
US20120000578A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Cast aluminum alloys
CN103305732A (zh) * 2013-05-16 2013-09-18 天津立中合金集团有限公司 制备含稀土钇的超高强变形铝合金的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAJA VONCINA ET AL: "Effect of Ce on morphology of α(Al)-Al2Cu eutectic in Al-Si-Cu alloy", 《TRANSACTIONS OF NONFERROUS SOCIETY OF CHINA》 *
MAJA VONCINA ET AL: "Effect of Ce on solidification and mechanical properties of A360 alloy", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *
RAFAEL NUNES等: "《ASM HANDBOOK》", 31 December 1990 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107858565A (zh) * 2017-12-13 2018-03-30 浙江诺达信汽车配件有限公司 一种高强高韧性的压铸用铝合金材料
CN109161733A (zh) * 2018-10-23 2019-01-08 山东泰来铸铝科技有限公司 一种添加Zn的Al-Si-Cu-Mg铝合金及其铸造固溶强韧化工艺
CN109468499A (zh) * 2018-11-26 2019-03-15 齐鲁工业大学 一种高强高韧的Al-Si-Cu-Mg-Zn铸造合金材料及其时效工艺

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