CN105734349A - 一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成：硅1.52.2％、钛0.91.5％、镁1.41.8％、锶0.30.8％、铜2.53.2％、铬0.61.4％、锰1.01.8％、锌0.61.2％、硼0.40.8％、铁3.44.8％、余量为铝。与现有技术相比，本发明的铸造铝合金组分、配比及工艺参数的设置合理，能有效提高铝合金的机械性能；所述获得的铝合金的抗拉强度在320MPa以上，屈服强度在190MPa以上，延伸率达到5.86.8％，压装过程不易产生裂纹，能满足需承受较大动载荷工件的使用要求。

Description

一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，具体涉及一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法。
背景技术
铝合金是常见的轻质金属材料，它广泛应用于汽车、船舶、航天、机械、通信等工业中，它具有加工性能好、质量轻等特点，随着轻量化和能源低消耗的要求，铝合金的需求量不断扩大。压铸铝合金是一种通过压力铸造方式获得的铝合金，这种压铸铝合金可用于生产形状复杂的工件，且其成本低，故应用极为普遍。但是，现有的压铸铝合金的强度和延伸率都较低，容易出现变形甚至造成机械零件断裂的现象，不能满足一些需要承受较大动载荷的机械零件的工作要求。
发明内容
本发明旨在提供了一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法。
本发明提供如下技术方案：
一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成：硅1.5-2.2％、钛0.9-1.5％、镁1.4-1.8％、锶0.3-0.8％、铜2.5-3.2％、铬0.6-1.4％、锰1.0-1.8％、锌0.6-1.2％、硼0.4-0.8％、铁3.4-4.8％、余量为铝。
一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将合金的各组分加热至120-150℃，然后将纯铝锭熔化成铝液，熔化温度为580-660℃，熔化成铝液后保温8-15分钟；
(2)待铝液温度达到550-580℃时，向铝液中依次加入：硅、钛、锶熔化，随后降温至480-520℃，将镁加入熔化的合金液中；
(3)将合金液置于石墨坩埚中，在氩气的保护下搅拌，再加入剩余的原料，熔化完全后，搅拌4-8分钟；
(4)强上述熔化的合金液升温至620-680℃，去除浮渣，保温20-30分钟，随后升温至770-780℃进行精炼，搅拌20-30分钟，然后进行扒渣、脱气；
(5)将上述步骤获得的熔体降温至660-680℃后，压入预热至180-220℃的模具内进行浇铸；
(6)将得到铝合金铸件经人工时效处理。
所述铝是纯度为99.9％的纯铝，铜为电解铜，镁为工业纯镁。
所述步骤(6)中铝合金铸件在160-180℃的条件下进行时效处理，时效时间为9-12小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的铸造铝合金组分、配比及工艺参数的设置合理，能有效提高铝合金的机械性能；所述获得的铝合金的抗拉强度在320MPa以上，屈服强度在190MPa以上，延伸率达到5.8-6.8％，压装过程不易产生裂纹，能满足需承受较大动载荷工件的使用要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成：硅1.5％、钛0.9％、镁1.4％、锶0.3％、铜2.5％、铬0.6％、锰1.0％、锌0.6％、硼0.4％、铁3.4％、余量为铝。
一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将合金的各组分加热至120-150℃，然后将纯铝锭熔化成铝液，熔化温度为580-660℃，熔化成铝液后保温8-15分钟；
(2)待铝液温度达到550-580℃时，向铝液中依次加入：硅、钛、锶熔化，随后降温至480-520℃，将镁加入熔化的合金液中；
(3)将合金液置于石墨坩埚中，在氩气的保护下搅拌，再加入剩余的原料，熔化完全后，搅拌4-8分钟；
(4)强上述熔化的合金液升温至620-680℃，去除浮渣，保温20-30分钟，随后升温至770-780℃进行精炼，搅拌20-30分钟，然后进行扒渣、脱气；
(5)将上述步骤获得的熔体降温至660-680℃后，压入预热至180-220℃的模具内进行浇铸；
(6)将得到铝合金铸件经人工时效处理。
所述铝是纯度为99.9％的纯铝，铜为电解铜，镁为工业纯镁。
所述步骤(6)中铝合金铸件在160-180℃的条件下进行时效处理，时效时间为9-12小时。
实施例2一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成：硅2.2％、钛1.5％、镁1.8％、锶0.8％、铜3.2％、铬1.4％、锰1.8％、锌1.2％、硼0.8％、铁4.8％、余量为铝。
一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将合金的各组分加热至120-150℃，然后将纯铝锭熔化成铝液，熔化温度为580-660℃，熔化成铝液后保温8-15分钟；
(2)待铝液温度达到550-580℃时，向铝液中依次加入：硅、钛、锶熔化，随后降温至480-520℃，将镁加入熔化的合金液中；
(3)将合金液置于石墨坩埚中，在氩气的保护下搅拌，再加入剩余的原料，熔化完全后，搅拌4-8分钟；
(4)强上述熔化的合金液升温至620-680℃，去除浮渣，保温20-30分钟，随后升温至770-780℃进行精炼，搅拌20-30分钟，然后进行扒渣、脱气；
(5)将上述步骤获得的熔体降温至660-680℃后，压入预热至180-220℃的模具内进行浇铸；
(6)将得到铝合金铸件经人工时效处理。
所述铝是纯度为99.9％的纯铝，铜为电解铜，镁为工业纯镁。
所述步骤(6)中铝合金铸件在160-180℃的条件下进行时效处理，时效时间为9-12小时。
实施例3一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，由以下重量百分比的组分组成：硅1.9％、钛1.2％、镁1.6％、锶0.5％、铜2.8％、铬1.2％、锰1.5％、锌0.9％、硼0.7％、铁4.2％、余量为铝。
一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将合金的各组分加热至120-150℃，然后将纯铝锭熔化成铝液，熔化温度为580-660℃，熔化成铝液后保温8-15分钟；
(2)待铝液温度达到550-580℃时，向铝液中依次加入：硅、钛、锶熔化，随后降温至480-520℃，将镁加入熔化的合金液中；
(3)将合金液置于石墨坩埚中，在氩气的保护下搅拌，再加入剩余的原料，熔化完全后，搅拌4-8分钟；
(4)强上述熔化的合金液升温至620-680℃，去除浮渣，保温20-30分钟，随后升温至770-780℃进行精炼，搅拌20-30分钟，然后进行扒渣、脱气；
(5)将上述步骤获得的熔体降温至660-680℃后，压入预热至180-220℃的模具内进行浇铸；
(6)将得到铝合金铸件经人工时效处理。
所述铝是纯度为99.9％的纯铝，铜为电解铜，镁为工业纯镁。
所述步骤(6)中铝合金铸件在160-180℃的条件下进行时效处理，时效时间为9-12小时。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于所述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是所述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，其特征在于,由以下重量百分比的组分组成：硅1.5-2.2％、钛0.9-1.5％、镁1.4-1.8％、锶0.3-0.8％、铜2.5-3.2％、铬0.6-1.4％、锰1.0-1.8％、锌0.6-1.2％、硼0.4-0.8％、铁3.4-4.8％、余量为铝。
2.根据权利要求1所述的一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将合金的各组分加热至120-150℃，然后将纯铝锭熔化成铝液，熔化温度为580-660℃，熔化成铝液后保温8-15分钟；
(2)待铝液温度达到550-580℃时，向铝液中依次加入：硅、钛、锶熔化，随后降温至480-520℃，将镁加入熔化的合金液中；
(3)将合金液置于石墨坩埚中，在氩气的保护下搅拌，再加入剩余的原料，熔化完全后，搅拌4-8分钟；
(4)强上述熔化的合金液升温至620-680℃，去除浮渣，保温20-30分钟，随后升温至770-780℃进行精炼，搅拌20-30分钟，然后进行扒渣、脱气；
(5)将上述步骤获得的熔体降温至660-680℃后，压入预热至180-220℃的模具内进行浇铸；
(6)将得到铝合金铸件经人工时效处理。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，其特征在于：所述铝是纯度为99.9％的纯铝，铜为电解铜，镁为工业纯镁。
4.根据权利要求1或2所述的一种高强韧性铸造铝合金及其制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中铝合金铸件在160-180℃的条件下进行时效处理，时效时间为9-12小时。
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