CN106834818A - 一种铝合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铝合金材料及其制备方法。所述的铝合金是在未添加Al‑10Sr的A356.2合金基础上,加入以重量计0.02‑0.05%的La,并将Mg含量提高至以最终重量计0.35‑0.40%所得到的铝合金材料。本发明的铝合金材料的优点在于,Mg元素对La细化变质有极大的促进作用,并优于Sr变质,同时性能有明显提高。由于微量La与少量Mg的加入,其组织发生显著细化,尤其共晶硅颗粒细小,由于没有添加Al‑10Sr,成本基本保持不变,但大大提高了铝合金机械性能。
Description
技术领域
本发明属于铝合金材料熔炼与加工领域,具体的说属于经过微合金化的一种铝合金材料。
背景技术
在Al-Si-Mg合金体系中,A356.2铝合金属于亚共晶合金,具备较高的综合机械性能,被广泛用于汽车行业中。随着汽车工业的蓬勃发着,对铝合金的开发与研究不断提高,另外,汽车工业对环境污染也逐渐被人们所关注。在这种背景下,一种轻量化技术被延伸至汽车的各个零部件当中,主要通过提高强度,削减铝合金用量为手段来实现,而开发一种新型高强铝合金不失为一种最为有效的手段。
众多研究表明,稀土元素在铝合金材料中有着巨大的应用潜力,其在铝合金的冶炼过程中有净化熔体的作用,在之后的凝固过程中又有着一定的细化变质作用。但是多年研究发现,其细化变质作用并不能取代目前的细化变质剂所带来的效果。伴随着我国稀土产量的不断提高,轻稀土元素镧(La)、铈(Ce)等开发成本急剧下降,并有望大量应用于铝合金材料中。因此,加强稀土元素的强化细化变质作用,保持成本,成为开发新型稀土铝合金重点。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种新型的铝合金材料以及制备方法。
在本发明的一个方面,提供了一种铝合金材料,所述的铝合金是在未添加Al-10Sr的A356.2合金基础上,加入以重量计0.02-0.05%的La,并将Mg含量提高至以最终重量计0.35-0.40%所得到的铝合金材料。
在本发明优选的方面,在未添加Al-10Sr的A356.2合金基础上,加入以重量计0.03-0.05%的La。
在本发明优选的方面,所述的La是以Al100La10合金的形式加入的。
在本发明优选的方面,所述的Mg是以镁锭的形式加入的。
在本发明优选的方面,所述的铝合金材料中,Mg含量与La含量以重量计,比值控制在7-20:1。
在本发明的另一个方面,提供了制备前文所述的铝合金材料的方法,其特征在于,该方法包括在未添加Al100Sr10的A356.2铝合金原料熔化后,保持温度于725-745摄氏度,并且在以重量计100份A356.2铝合金中加入以重量计0.02-0.5份的La,另外加入Mg锭,使合金中Mg含量提升至最终合金的重量计0.35-0.40份,并且搅拌均匀。
在本发明优选的方面,在未添加Al-10Sr的A356.2合金基础上,加入以重量计0.03-0.05%的La。
在本发明优选的方面,所保持的温度是735摄氏度。
在本发明优选的方面,所述的方法还包括在搅拌均匀后通入氮气除气10min的步骤。
在本发明的另一个方面,还提供了按照上文所描述的方法制备的铝合金材料。
在本发明的其他方面,还提供了以下的技术方案:
提供一种新的稀土合金化方法,对铝合金基体起到强化作用,从而提高其性能。为了实现以上的发明目的,本发明所提供的稀土铝合金,其特征在于:使用未添加Al-10Sr的A356.2铝锭,向其中加入一定量的Mg,使铝合金中Mg总含量提高至0.35-0.40%(重量百分比),同时加入0.02-0.05%(重量百分比)La,使Mg含量与La含量比值控制在7-20,在此范围内,Mg元素对La细化变质有极大的促进作用,并优于Sr变质,同时性能有明显提高。
在本发明的一个方面,本发明提供了一种新型稀土铝合金,其特征在于,所述的稀土铝合金包含在未添加Al-10Sr的A356.2铝合金基础上加入0.03-0.05%(重量百分比)的La,并将Mg含量提升至0.35-0.40%(重量百分比)。
该新型稀土铝合金的制备方法是在A356.2熔炼过程中不添加Sr,而加入Al-La中间合金和Mg锭来实现的。
在本发明的另一个方面,本发明提供了一种制备该新型稀土铝合金的方法,该方法包括在未添加Al-10Sr的A356.2铝合金熔化后,保持温度于725-745摄氏度,并且在以重量计100份A356.2铝合金中加入以重量计0.02-0.5份的La,另外加入Mg锭,使合金中Mg含量提升至以重量计0.35-0.40份,并且搅拌均匀。优选地,所保持的温度是735摄氏度。
在本发明一个优选的方面,在以重量计100份A356.2铝合金中加入以重量计0.1份的Al-10Ce和0.1份的Mg锭。
在本发明一个优选的方面,所述的方法还包括在搅拌均匀后通入氮气除气10min的步骤。
本发明通过在未添加Al-10Sr的A356.2铝合金加入少量的稀土与Mg来获得细小的组织,尤其共晶组织细小。
本发明的铝合金材料的优点在于,Mg元素对La细化变质有极大的促进作用,并优于Sr变质,同时性能有明显提高。由于微量La与少量Mg的加入,其组织发生显著细化,尤其共晶硅颗粒细小,由于没有添加Al-10Sr,成本基本保持不变,但大大提高了铝合金机械性能。
附图说明
以下,结合附图来详细说明本发明的实施方案,其中:
图1为实施例1的方法得到的A356.2铝合金锭的铸态组织金相照片;
图2为实施例2的方法得到的稀土铝合金锭的铸态组织金相照片;
具体实施方式
实施例1
除非另外地说明,本发明所描述的金相观察采用ZEISS Axio Observer A1m金相显微镜来进行。
将不含Sr的A356.2铝合金锭在熔铝炉中熔化,保持温度在735℃,加入合金总重量0.2%的Al-10Sr。静置5分钟后,加入合金总重量0.2%的清渣剂,同时通入氮气除气10min。精炼完成后,降温到700℃静置5min,浇注成锭并观察金相组织(见图1,铸态照片)。对所浇铸锭进行T6热处理,固溶温度540℃,保温280min后淬火,之后在150℃时效150min,之后进行拉伸性能测试。表1列出了该A356.2合金的机械性能。
从组织上来看,共晶硅颗粒主要为纤维状,部分为长针状。
表1A356.2铝合金性能测试结果
实施例2
将不含Sr的A356.2铝合金锭在熔铝炉中熔化,保持温度在735℃,加入合金总重量0.3%的La,并加入适量Mg,使Mg含量约为合金重量的0.37%。静置5分钟后,加入合金总重量0.2%的清渣剂,同时通入氮气除气10min。精炼完成后,降温到700℃静置5min,浇注成锭并观察金相组织(见图2,铸态照片)。对所浇铸锭进行T6热处理,固溶温度540℃,保温280min后淬火,之后在150℃时效150min,之后进行拉伸性能测试。表2列出了新型稀土铝合金性能测试结果。与图1相比,新型稀土铝合金的共晶硅颗粒物更加细小,主要为颗粒状,短杆状。与表1相比,新型稀土铝合金的拉伸性能明显提高,屈服强度提高54%,抗拉强度提高30%,延伸率提高64%。
表2 新型稀土铝合金性能测试结果
Claims (10)
1.一种铝合金材料,其特征在于,所述的铝合金是在未添加Al-10Sr的A356.2合金基础上,加入以重量计0.02-0.05%的La,并将Mg含量提高至以最终重量计0.35-0.40%所得到的铝合金材料。
2.根据权利要求1所述的铝合金材料,其特征在于,在未添加Al-10Sr的A356.2合金基础上,加入以重量计0.03-0.05%的La。
3.根据权利要求1所述的铝合金材料,其特征在于,所述的La是以Al100La10合金的形式加入的。
4.根据权利要求1所述的铝合金材料,其特征在于,所述的Mg是以镁锭的形式加入的。
5.根据权利要求1所述的铝合金材料,其特征在于,所述的铝合金材料中,Mg含量与La含量以重量计,比值控制在7-20:1。
6.制备权利要求1-5中任一项所述的铝合金材料的方法,其特征在于,该方法包括在未添加Al100Sr10的A356.2铝合金熔化后,保持温度于725-745摄氏度,并且在以重量计100份A356.2铝合金中加入以重量计0.02-0.05份的La,另外加入Mg锭,使合金中Mg含量提升至以重量计0.35-0.40份,并且搅拌均匀。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在未添加Al-10Sr的A356.2合金基础上,加入以重量计0.03-0.05%的La。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所保持的温度是735摄氏度。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括在搅拌均匀后通入氮气除气10min的步骤。
10.权利要求1-5中任一项所述的铝合金材料或者权利要求6-9中任一项所述的铝合金材料。
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CN105238944A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种铝合金细化变质剂以及精炼铝合金的方法 |
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