CN106756299A - 一种高延伸率硅铝合金及其制备方法 - Google Patents

一种高延伸率硅铝合金及其制备方法 Download PDF

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张学彪
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Abstract

本发明提供了一种高延伸率硅铝合金,包括:Si、Cu、Mg、Mn、Ti、Sr、Zr、Cr、Fe、B、V、Zn、Re、Sn、Pb、Li、Ni、La,其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。该球墨铸铁包括多种非金属、金属和过渡金属元素,这些元素的加入并互相配合,提高了空调压缩机缸体的抗氧化性、耐腐蚀性、耐磨蚀性以及抗压及抗震能力,从而延长了空调压缩机缸体在恶劣工况下的使用寿命。

Description

一种高延伸率硅铝合金及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于合金材料领域,特别涉及一种高延伸率硅铝合金,还涉及该硅铝合金 的制备方法。
背景技术
[0002] 铝硅合金由于具有密度小、流动性好、比强度高等优点,广泛用于航空航天、石化、 汽车、机械、民用等领域。然而,现有铝硅合金材料通常包括铝、硅、镁、铁、铜、锌等成分,由 于合金中各元素的含量不同,因此各元素在合金中空间分布差异较大,导致各合金综合性 能不同,特别是力学性能上差异较大。
发明内容
[0003] 发明目的:为了解决上述问题,本发明的目的是提供一种耐磨性好、硬度高、耐冲 击性好、使用寿命长的高延伸率硅铝合金及其制备方法。
[0004] 技术方案:本发明提供的一种高延伸率硅铝合金,包括以下重量百分比的组份:Si 4.3-5.7%,Cu 0.12-0.37% ,Mg 0.89-0.98% ,Mn 0.36-0.48 % , Ti 0.11-0.28 % , Sr 0.12-0.18% ,Zr 0.16-0.24 % , Cr 0.42-0.56 % , Fe 0.66-0.76%,B 0.54-0.68%,V 0.60-0.76% ,Zn 0.36-0.46 % ,Re 0.21-0.30 % , Sn 0.46-0.58% ,Pb 0.36-0.44% ,Li 0.42-0.56%,Ni 0.33-0.42%,La 0.02-0.04%,其余为铝,各组分质量百分比之和为 100%〇
[0005] 优选地,包括以下重量百分比的组份:314.8-5.4%,〇1〇.2〇-〇.28%,]\%0.92-0.96%,Mn 0.40-0.44% ,Ti 0.2〇-〇. 26% , Sr 0.14-0.16% ,Zr 0.2〇-〇. 22% , Cr 0.48-0.52%,Fe 0.68-0.72%,B 0.58-0.64%,V 0.64-0.70 % , Zn 0.4〇-〇 . 42 % , Re 0.24-0.26%,Sn 0.50-0.52% ,Pb 0.4〇-〇. 42% ,Li 0.48-0.50 % ,Ni 0.38-0.40% ,La 0.02-0.04%,其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。
[0006] 更优选地,包括以下重量百分比的组份:Si 5.2%,Cu 0.24%,Mg 0.94%,Mn 0.42%,Ti 0.24%,Sr 0.15%,Zr 0.21%,Cr 0.50%,Fe 0.70%,B 0.60%,V 0.68%,Zn 0.41%,Re 0.25%,Sn 0.51%,Pb 0.41%,Li 0.49%,Ni 0.39%,La 0.03%,其余为铝, 各组分质量百分比之和为100%。
[0007] 本发明还提供了一种高延伸率硅铝合金的制备方法,包括以下步骤:
[0008] (1)按待制备铝硅合金的各元素重量份选料,同时控制原料中的有害元素含量,
[0009] 其中:S含量<0.008%,P含量<0.025% ;将原料于熔炼炉内熔炼,得熔炼液;
[0010] (2)以氩气为载体将精炼剂粉喷入熔炼炉内对熔炼液精炼,扒渣,即得合金液;
[0011] (3)合金液经过滤、浇铸、冷却,即得。
[0012] 步骤⑴中,熔炼温度为810-820°C。
[0013] 步骤(2)中,所述精炼剂为无钠精炼剂,精炼温度为720-730 °C,精炼时间为30-50min〇
[0014] 有益效果:本发明提供的铝硅合金重量轻、质量好、强度高、塑性高、延伸率高,流 动性能好,压铸产品时易脱模,制备工艺简单、成本较低。
[0015] 该铝硅合金纯度高、质量好,铁、铜、锌作为该铝合金中最有害的元素,导致铝合金 中富铁相易长成粗大的针片状,从而使铝硅合金塑性降低,本发明通过严格控制铁、铜、锌 的含量,从而提高了铝硅合金的强度和塑性。
[0016] 该铝硅合金中硅含量较高,使硅的结晶温度能够接近共晶点,从而可极大的减少 合金中缩松缺陷的形成,显著提高铸件组织的致密度,从而进一步提高了合金的塑性。
[0017] 该铝硅合金中镁含量较低,镁含量提高尽管可以提高铝合金强度,然而却会同时 降低铝硅合金的塑性,镁含量过高时未固溶的Mg2Si相分布于晶界会对铝合金的塑性造成 较大影响。
[0018] 该铝硅合金中锶含量较高,有利于合金净化熔体、去除杂质、细化枝晶组织、阻碍 再结晶和晶粒长大、提高合金热稳定性,使有害的粗大针状、棒状或片状的β-FeAlSi相在铸 造时之间变为对合金热加工性能及力学性能影响小的圆润的团块状α-FeAlSi相,从而提高 该铝硅合金的强度和塑性;同时有利于改善压铸产品的脱模性能。
[0019] 本发明提供的铝硅合金的制备方法工艺简单,操作简便,成本低廉,通过喷粉精 炼、氩气排氢气,过滤除渣,净化了铝硅合金的纯度,减少了孔洞缺陷,使制备的铝硅合金强 度高、塑性高。通过本发明的制备方法可将该硅铝合金制备成硅铝合金锭,从而使运输、使 用更方便。
具体实施方式
[0020] 根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实 施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限 制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0021] 实施例1
[0022] 高延伸率硅铝合金,包括以下重量百分比的组份:Si 5.2%,Cu 0.24%,Mg 0.94%,Mn 0.42%,Ti 0.24%,Sr 0.15%,Zr 0.21%,Cr 0.50%,Fe 0.70%,B 0.60%,V 0.68%,Zn 0.41%,Re 0.25%,Sn 0.51%,Pb 0.41%,Li 0.49%,Ni 0.39%,La 0.03%, 其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。
[0023] 上述高延伸率硅铝合金的制备方法,包括以下步骤:
[0024] (1)按待制备铝硅合金的各元素重量份选料,同时控制原料中的有害元素含量,其 中:S含量<0.008%,P含量<0.025% ;将原料于熔炼炉内810-820°C熔炼,得熔炼液;
[0025] (2)以氩气为载体将精炼剂粉喷入熔炼炉内对熔炼液720-730°C精炼30-50min,扒 渣,即得合金液;
[0026] (3)合金液经过滤、浇铸、冷却,即得。
[0027] 实施例2
[0028] 高延伸率硅铝合金,包括以下重量百分比的组份:Si 5.4%,Cu 0.28%,Mg 0.96%,Mn 0.44%,Ti 0.26%,Sr 0.16%,Zr 0.20%,Cr 0.48%,Fe 0.68%,B 0.64%,V 0.70%,Zn 0.42%,Re 0.26%,Sn 0.52%,Pb 0.42%,Li 0.50%,Ni 0.40%,La 0.04%, 其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。
[0029] 上述高延伸率硅铝合金的制备方法,包括以下步骤:
[0030] (1)按待制备铝硅合金的各元素重量份选料,同时控制原料中的有害元素含量,其 中:S含量<0.008%,P含量<0.025% ;将原料于熔炼炉内810-820°C熔炼,得熔炼液;
[0031] ⑵以氩气为载体将精炼剂粉喷入熔炼炉内对熔炼液720-730°C精炼30-50min,扒 渣,即得合金液;
[0032] (3)合金液经过滤、浇铸、冷却,即得。
[0033] 实施例3
[0034] 高延伸率硅铝合金,包括以下重量百分比的组份:Si 4.8%,Cu 0.20%,Mg 0.92%,Mn 0.40%,Ti 0.20%,Sr 0.14%,Zr 0.22%,Cr 0.52%,Fe 0.72%,B 0.58%,V 0.64%,Zn 0.40%,Re 0.24%,Sn 0.50%,Pb 0.40%,Li 0.48%,Ni 0.38%,La 0.02%, 其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。
[0035] 实施例4
[0036] 高延伸率硅铝合金,包括以下重量百分比的组份:Si 4.3%,Cu 0.12%,Mg 0.89%,Mn 0.36%,Ti 0.11%,Sr 0.12%,Zr 0.16%,Cr 0.42%,Fe 0.66%,B 0.54%,V 0.60%,Zn 0.46%,Re 0.30%,Sn 0.58%,Pb 0.36%,Li 0.42%,Ni 0.33%,La 0.02%, 其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。
[0037] 实施例5
[0038] 高延伸率硅铝合金,包括以下重量百分比的组份:Si 5.7%,Cu 0.37%,Mg 0.98%,Mn 0.48%,Ti 0.28%,Sr 0.18%,Zr 0.24%,Cr 0.56%,Fe 0.76%,B 0.68%, VO.76%,Zn 0.36%,Re 0.21%,Sn 0.46%,Pb 0.44%,Li 0.56%,Ni 0.42%,La 0.04%,其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。
[0039] 实施例6
[0040] 对实施例1至5的铝硅合金测定其抗拉强度、屈服强度和延伸率。
[0041] 测定仪器:CMT4503万能电子实验机,结果见表1。
[0042] 表1实施例1至11的合金性能
Figure CN106756299AD00051

Claims (6)

1. 一种高延伸率硅铝合金,其特征在于:包括以下重量百分比的组份:Si 4.3-5.7%,Cu 0.12-0.37%,Mg 0.89-0.98%,Mn 0.36-0.48%,Ti 0.11-0.28%,Sr 0.12-0.18%,Zr 0.16-0•24%,Cr 0.42-0.56%,Fe 0.66-0.76%,B 0.54-0.68%,V 0.60-0.76%,Zn 0.36-0.46%,Re 0.21-0.30%,Sn 0.46-0.58%,Pb 0.36-0.44%,Li 0.42-0.56%,Ni 0.33-0.42%,La 0.02-0.04%,其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。
2. 根据权利要求1所述的一种高延伸率硅铝合金,其特征在于:包括以下重量百分比的 组份:Si 4.8-5.4%,Cu 0.20-0.28%,Mg 0.92-0.96%,Mn 0.40-0.44%,Ti 0.20-0.26%,Sr
0.14-0.16%,Zr 0.20-0.22%,Cr 0.48-0.52%,Fe 0.68-0.72%,B 0.58-0.64%,V 0.64-
0.70%,Zn 0.40-0.42%,Re 0.24-0.26%,Sn 0.50-0.52%,Pb 0.40-0.42%,Li 0.48-0.50%, Ni 0.38-0.40%,La 0.02-0.04%,其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。
3. 根据权利要求1所述的一种高延伸率硅铝合金,其特征在于:包括以下重量百分比的 组份:Si 5.2%,Cu 0.24%,Mg 0.94%,Mn 0.42%,Ti 0.24%,Sr 0.15%,Zr 0.21%,Cr 0.50%, Fe 0.70%,B 0.60%,V 0.68%,Zn 0.41%,Re 0.25%,Sn 0.51%,Pb 0.41%,Li 0.49%,Ni
0.39%,La 0.03%,其余为铝,各组分质量百分比之和为100%。
4. 一种高延伸率硅铝合金的制备方法,其特征在于:包括以下步骤: 按待制备铝硅合金的各元素重量份选料,同时控制原料中的有害元素含量,其中:S含 量<0.008%,P含量<0.025%;将原料于熔炼炉内熔炼,得熔炼液; 以氩气为载体将精炼剂粉喷入熔炼炉内对熔炼液精炼,扒渣,即得合金液; 合金液经过滤、浇铸、冷却,即得。
5. 根据权利要求4所述的一种高延伸率硅铝合金的制备方法,其特征在于:步骤(1)中, 熔炼温度为810-820 °C。
6. 根据权利要求4所述的一种高延伸率硅铝合金的制备方法,其特征在于:步骤(2)中, 所述精炼剂为无钠精炼剂,精炼温度为720-730°C,精炼时间为30-50min。
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