CN108467979A - 一种金属型重力铸造铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属材料类技术领域，具体涉及一种金属型重力铸造铝合金材料及其制备方法，所述金属型重力铸造铝合金材料由质量百分数计的如下元素组成，Mg：2.0～4.5％，Zn：3.0～5.5％，Cu：0.5～1.5％，稀土元素RE：0.01～1.5％，Ti：0.00005％～0.2％，B：0.00001％～0.1％，Sr：0～0.2％，Zr：0～0.2％，余量为Al，杂质≤0.30％；所述稀土元素为Ce、Y、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或多种的组合。所述铝合金材料的室温综合力学性能优异，铸造性能良好。

Description

一种金属型重力铸造铝合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于金属材料类技术领域，具体涉及一种金属型重力铸造铝合金材料及其制备方法。
背景技术
铸造铝合金作为传统的金属材料，因其密度小、比强度高等特点，广泛应用于汽车、航空航天等领域。铸造铝合金主要是Al-Si系，如A356，其缺点主要是强度不高，塑性偏低。随着现代工业的发展，对高性能铸造铝合金需求量越来越大，但是现有技术中高强韧铸造铝合金存在铸造性较差、力学性能偏低的问题。
中国专利CN105603274A公布了一种重力铸造的高强高韧耐蚀铸造铝合金，以质量百分比计的合金成分为Mg：13～15％，Zn：3.35～4.97％，Cu：0.8～1.3％，Si：0.25～0.45％，Zr：0.05～0.1％，Sb：0.03～0.05％，Co：0.01～0.03％，Mo：0.02～0.03％，中间合金：5.5～1.2％，余量Al。发明合金的室温屈服强度≥245MPa，抗拉强度≥388MPa，伸长率≥7.5％。然而，该铸造合金的合金元素量过高，尤其是镁，使合金铸造性较差，模具预热温度高达320℃。
中国专利CN105154729A公布了一种铸造Al-Zn-Mg-Cu-Ta合金，以质量百分比计的合金成分为Mg：1.5～3％，Zn：6～10％，Cu：1.5～2.5％，Ta：0.02～0.51％，富铈混合稀土：0.0004～0.0102％，余量Al。发明合金的室温抗拉强度在287～479MPa之间。与铸造Al-Si系合金比，该合金的力学性能有明显提高，然而合金的抗拉强度波动大，强度的可靠性待提高。
发明内容
本发明的目的是提供金属型重力铸造铝合金材料，该材料力学性能优良、铸造性能良好、拓宽了铝合金材料的应用领域。
本发明的另一个目的是提供金属型重力铸造铝合金材料制备方法，工艺稳定性好。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种金属型重力铸造铝合金材料，其特征在于：由质量百分数计的如下元素组成，Mg：2.0～4.5％，Zn：3.0～5.5％，Cu：0.5～1.5％，稀土元素RE：0.01～1.5％，Ti：0.00005％～0.2％，B：0.00001％～0.1％，Sr：0～0.2％，Zr：0～0.2％，余量为Al，杂质≤0.30％；
所述杂质为Fe和Si，Fe≤0.15％，Si≤0.15％。
所述稀土元素为Ce、Y、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或多种的组合。
所述Zn元素为铝合金总质量的：3.0～5.5％，Zn含量不宜过高或过低，过高则增加合金的开裂倾向，过低则会降低析出强化效果，降低强度。
所述Cu元素为铝合金总质量的：0.5～1.5％，Cu含量不宜过高或过低，过高则形成Al2CuMg相，降低合金塑性，过低则降低析出强化效果，降低强度。
优选的，所述Sr元素为铝合金总质量的：0.05～0.2％，所述Zr元素为铝合金总质量的：0.05～0.2％。进一步优选的，所述Sr元素与所述Zr元素的质量比为1:1。因为加入Sr元素与所述Zr元素，并按照特定的质量比加入后，凝固可显著提高铝合金材料的抗热裂性。加入适量的Sr、Zr不仅可以细化α-Al晶粒，显著提高铝合金材料的抗热裂性，并且可以在固溶处理过程中析出Al3Zr粒子，形成析出强化，提高合金强度。
优选的，所述B元素为铝合金总质量的0.002％-0.0085％。B元素的加入，与Ti协同细化合金组织，其细化效果会比单独加入Ti效果更优异，主要原因是B和Ti形成了TiB2粒子，由于TiB2熔点高，能稳定存在于熔体中，Ti原子向TiB2迁移，最终在其表面形成TiAl3，大大增加形核粒子TiAl3的数量，显著细化合金，提高铝合金材料的抗热裂性。
所述Al、Zn和Mg分别选自工业纯铝、工业纯锌和工业纯镁；所述Cu、稀土元素RE以铝铜中间合金、铝-稀土中间合金加入；所述Ti、B以铝钛硼中间合金加入；所述Sr、Zr以铝锶、铝锆中间合金加入。
上述金属型重力铸造铝合金材料的制备方法，包括如下步骤，
S1：熔炼合金，制备铝合金熔体；
S2：将铝合金熔体进行金属型重力铸造，制备得到铝合金铸件；
S3：将铝合金铸件进行热处理，制备得到金属型重力铸造铝合金材料；
优选的，所述步骤S1中，包括了如下工艺：
(1)烘料：将工业纯铝、工业纯锌、工业纯镁、铝铜中间合金、铝-稀土中间合金、铝钛硼中间合金、铝锶和铝锆中间合金原料分别预热至200～300℃，保温0.5-2小时。进一步优选的，所述保温时间为1小时。合理的保温时间，在保证烘干的条件下，缩短烘料时间，节约能源。
(2)熔炼：温度至200～300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，搅拌至熔清；熔体温度降至680～700℃之间时，加入工业纯锌、工业纯镁熔化，搅拌至熔清；熔体升温至735-745℃，加入铝-稀土中间合金，搅拌至熔清。
进一步优选的，熔体升温至740℃，加入铝-稀土中间合金，搅拌至熔清。可使稀土元素快速熔化并扩散均匀，减少稀土元素的聚集沉淀。
(3)精炼：熔体升温至735-745℃，加入精炼剂进行精炼，10～20分钟；撇去浮渣，静置熔体；
优选的，所述熔体升温至740℃，加入精炼剂进行精炼。使精炼过程时间充足，保证精炼效果。
(4)除气：向步骤(3)中制备所得的熔体中加入覆盖剂，保护气氛中搅拌5～10分钟；优选的，所述保护气氛为N2保护。
(5)细化：向步骤(4)中制备所得的熔体中加入铝钛硼中间合金，和/或铝锶中间合金与铝锆中间合金中的一种或两种，进行细化，撇去浮渣，获得铝合金熔体。
优选的，所述步骤(1)中，铝-稀土中间合金为铝-铈中间合金，铝-富铈混合稀土，铝-钇中间合金，铝-镧中间合金，铝-镨中间合金，铝-钕中间合金，富-钕混合稀土，铝-钐中间合金，铝-铕中间合金，铝-钆中间合金，铝-镝中间合金，铝-钬中间合金，铝-铒中间合金，铝-铥中间合金，铝-镱中间合金，铝-镥中间合金。
优选的，所述步骤(3)中，精炼剂的添加量为熔体总质量的0.2-1.5％。所述精炼剂为无钠盐的铝合金精炼剂。
所述步骤(4)中，覆盖剂的添加量为熔体总质量的0.2-1.5％。所述覆盖剂为质量比60％MgCl2+40％KCl的组成物。
所述步骤S2中，铝合金熔体在680～700℃下进行金属型重力铸造，挤压压力为50～200MPa，模温200～400℃，冷却速率2.0-50.0K/s。
所述步骤S3中，热处理包括固溶处理和时效处理；
优选的，所述固溶处理是在450～500℃的条件下保温4～48小时，水冷，水温0～80℃；所述时效处理是在100～225℃的条件下保温4～32小时。
进一步优选的，所述固溶处理是在450～500℃的条件下保温4～36小时，水冷，水温0～80℃；所述时效处理是在100～225℃的条件下保温4～30小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)合金中加入稀土元素，稀土元素富集在枝晶固液界面前沿，造成成分过冷，细化晶粒，降低热裂倾向；稀土元素能够除去熔炼时铝合金熔体中的杂质，达到除气精炼、净化熔体的效果；另外，稀土元素的加入形成较多低熔点相，在凝固末期这些低熔点相形成液膜，使合金在凝固末期抵御晶间分离的能力增强。这些使得合金的热裂倾向降低，铸造性能提高。
(2)合金中复合加入Ti/B/Zr/Sr合金元素，起到强烈细化晶粒作用，显著降低合金热裂倾向，提高合金的铸造性能。
(3)本制备方法简单、工艺稳定性好、工艺可控度高。
附图说明
图1为本发明实施例1合金的铸态OM组织，呈细小等轴晶状。
图2为本发明实施例1合金的铸态SEM组织。
图3为本发明实施例1合金的热处理态SEM组织。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成Mg：2.0％，Zn：3.0％，Cu：0.5％，Y：0.01％，Ti：0.01％，B：0.002％，Sr：0.1％，Zr：0.1％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供的铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。
熔炼步骤为：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-钇中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率12K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在450℃的环境下保温36小时，水冷，水温25℃；时效处理是在120℃的环境下保温24小时。
本发明实施例中，均采用热裂棒法评定合金的热裂倾向性，熔体浇注温度是710℃，热裂棒模具温度是200℃，浇注后检查热裂试棒样的裂纹情况，主要考虑产生热裂纹的棒长、热裂纹的位置以及热裂纹的大小，并将各个影响因素分成不同级别综合考虑热裂倾向性，计算出合金的热裂倾向性系数。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度452MPa，屈服强度404MPa，伸长率8.2％，热裂倾向性系数是36。
实施例2：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成Mg：2.0％，Zn：3.0％，Cu：0.5％，Y：0.01％，Ti：0.01％，Sr：0.1％，Zr：0.1％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供的铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-钇中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率12K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在450℃的环境下保温36小时，水冷，水温25℃；时效处理是在120℃的环境下保温24小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度432MPa，屈服强度389MPa，伸长率5.2％，热裂倾向性系数是160。
实施例3：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：2.0％，Zn：3.0％，Cu：0.5％，富铈混合稀土：1.5％，Ti：0.01％，B：0.002％，Sr：0.1％，Zr：0.15％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-富铈混合稀土，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率12K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在470℃的环境下保温24小时，水冷，水温25℃；时效处理是在150℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度457MPa，屈服强度410MPa，伸长率7.3％，热裂倾向性系数是20。
实施例4：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：2.0％，Zn：3.0％，Cu：1.5％，La：0.5％，Ti：0.05％，B：0.01％，Sr：0.1％，Zr：0％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-镧中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在710℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率8K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在485℃的环境下保温12小时，水冷，水温25℃；时效处理是在150℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度461MPa，屈服强度410MPa，伸长率8.0％，热裂倾向性系数是40。
实施例5：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成Mg：2.0％，Zn：5.5％，Cu：0.7％，Er：0.2％，Ti：0.2％，B：0.1％，Sr：0.05％，Zr：0.1％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
另一方面，本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-铒中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在690℃下浇注至预热至150℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率48K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在470℃的环境下保温24小时，水冷，水温25℃；时效处理是在175℃的环境下保温6小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度458MPa，屈服强度405MPa，伸长率5.5％，热裂倾向性系数是44。
实施例6：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：2.0％，Zn：5.5％，Cu：0.5％，Pr：0.5％，Nd：0.2％，Ti：0.01％，B：0.0023％，Sr：0.1％，Zr：0.2％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-镨中间合金和铝钕中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至180℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率20K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在470℃的环境下保温20小时，水冷，水温25℃；时效处理是在150℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度490MPa，屈服强度410MPa，伸长率8.0％，热裂倾向性系数是36。
实施例7：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：2.0％，Zn：5.5％，Cu：1.5％，Sm：0.8％，Ti：0.00005％，B：0.00001％，Sr：0.1％，Zr：0.1％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。另一方面，本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-钐中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740时，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率15K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在465℃的环境下保温24小时，水冷，水温25℃；时效处理是在225℃的环境下保温4小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度460MPa，屈服强度410MPa，伸长率8.2％，热裂倾向性系数是44。
实施例8：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.5％，Zn：3.0％，Cu：0.5％，Eu：0.7％，Ti：0.05％，B：0.01％，Sr：0％，Zr：0％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
另一方面，本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-铕中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率23K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在500℃的环境下保温8小时，水冷，水温25℃；时效处理是在100℃的环境下保温30小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度450MPa，屈服强度401MPa，伸长率5.2％，热裂倾向性系数是32。
实施例9：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.5％，Zn：3.0％，Cu：0.5％，Gd：1.5％，Ti：0.012％，B：0.0025％，Sr：0.2％，Zr：0.2％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-钆中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入精炼剂进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在710℃下浇注至预热至300℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率2.0K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在4850℃的环境下保温12小时，水冷，水温25℃；时效处理是在120℃的环境下保温20小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度453MPa，屈服强度405MPa，伸长率6.0％，热裂倾向性系数是64。
实施例10：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.5％，Zn：3.0％，Cu：1.5％，Yb：0.2％，Ti：0.015％，B：0.0031％，Sr：0.2％，Zr：0.1％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。另一方面，本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-镱中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率12K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在450℃的环境下保温36小时，水冷，水温25℃；时效处理是在150℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度456MPa，屈服强度403MPa，伸长率5.8％，热裂倾向性系数是32。
实施例11：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.5％，Zn：5.5％，Cu：0.7％，Ho：0.1％，Ti：0.025％，B：0.005％，Sr：0.1％，Zr：0.2％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-钬中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注到预热至200℃的金属型模具，自然冷却，冷却速率是14K/s。
c、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率14K/s。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度490MPa，屈服强度420MPa，伸长率5.1％，热裂倾向性系数是68。
实施例12：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.5％，Zn：5.5％，Cu：0.5％，Pr：0.6％，Er：0.9％，Ti：0.045％，B：0.0085％，Sr：0％，Zr：0％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝镨中间合金和铝-铒中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率16K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在470℃的环境下保温24小时，水冷，水温25℃；时效处理是在150℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度488MPa，屈服强度423MPa，伸长率5.2％，热裂倾向性系数是40。
实施例13：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.5％，Zn：5.5％，Cu：1.5％，Dy：0.3％，Ti：0.015％，B：0.003％，Sr：0.1％，Zr：0.1％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-镝土中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率15K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在480℃的环境下保温15小时，水冷，水温25℃；时效处理是在150℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度491MPa，屈服强度421MPa，伸长率6.1％，热裂倾向性系数是52。
实施例14：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.5％，Zn：3.3％，Cu：1.2％，Tm：0.2％，Ti：0.04％，B：0.0082％，Sr：0.05％，Zr：0.05％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-铥中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率12K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在460℃的环境下保温30小时，水冷，水温25℃；时效处理是在150℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度498MPa，屈服强度448MPa，伸长率9.6％，热裂倾向性系数是0。
实施例15：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.3％，Zn：4.8％，Cu：1.0％，Lu：0.2％，Ti：0.016％，B：0.0032％，Sr：0.1％，Zr：0.2％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-镥中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在690℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率33K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在470℃的环境下保温24小时，水冷，水温25℃；时效处理是在150℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度494MPa，屈服强度450MPa，伸长率9.1％，热裂倾向性系数是12。
实施例16：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：3.8％，Zn：4.5％，Cu：1.2％，Y：0.15％，Ti：0.009％，B：0.002％，Sr：0.2％，Zr：0.1％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-钇中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率18K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在470℃的环境下保温24小时，水冷，水温25℃；时效处理是在150℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度480MPa，屈服强度443MPa，伸长率6.5％，热裂倾向性系数是16。
实施例17：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：3.5％，Zn：4.0％，Cu：1.2％，Nd：0.15％，Ti：0.015％，B：0.003％，Sr：0.15％，Zr：0.15％，以及不可避免杂质Fe≤0.3％，Si≤0.15％，Al余量。另一方面，本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-钕中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率16K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在470℃的环境下保温24小时，水冷，水温25℃；时效处理是在120℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度486MPa，屈服强度439MPa，伸长率7.5％，热裂倾向性系数是20。
实施例18：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.1％，Zn：4.5％，Cu：0.8％，Sm：0.15％，Ti：0.016％，B：0.0032％，Sr：0％，Zr：0.1％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-钐中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率15K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在470℃的环境下保温24小时，水冷，水温25℃；时效处理是在120℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度458MPa，屈服强度413MPa，伸长率9.0％，热裂倾向性系数是24。
实施例19：
本实施例提供的金属型重力铸造铝合金材料，由质量百分数计的如下元素组成为Mg：4.0％，Zn：3.4％，Cu：0.9％，Ce：0.2％，Er：0.1％，Ti：0.03％，B：0.006％，Sr：0.1％，Zr：0％，以及不可避免杂质Fe≤0.15％，Si≤0.15％，Al余量。
本实施例提供一种所述铝合金的金属型重力铸造方法，步骤如下：
a、熔炼合金，获得铝合金熔体。熔炼步骤：(1)烘料，将原料在250℃预热2小时；(2)熔炼，熔化炉设定熔炼温度710℃，炉温升至300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，至熔清，搅拌均匀；待熔体温度降至690℃时，加入工业纯锌、工业纯镁，熔化，并搅拌均匀，至熔清；将熔体升温至740℃，加入铝-铈中间合金和铝-铒中间合金，搅拌均匀，至熔清；(3)精炼，待熔体温度至740℃，加入喷粉精炼剂(鼎臣)进行精炼，持续10～20分钟，精炼后扒去表面浮渣，静置熔体；(4)除气：待熔体升温至730℃，加入60％MgCl2+40％KCl的组成物作为覆盖剂，充氮气并搅拌，持续5～10分钟；(5)细化：加入铝钛硼，铝锶和铝锆中间合金进行细化，细化后，扒去熔体表面浮渣，获得铝合金熔体。
b、将熔体进行金属型重力铸造，获得铝合金。铸造步骤：将所述铝熔体在700℃下浇注至预热至200℃的金属型模具中，自然冷却，冷却速率14K/s。
c、将铝合金依次进行固溶处理和时效处理，获得高强韧铸造铝合金。固溶处理是在470℃的环境下保温24小时，水冷，水温25℃；时效处理是在120℃的环境下保温16小时。
本实施例中高强韧铸造铝合金室温抗拉强度480MPa，屈服强度432MPa，伸长率8.8％，热裂倾向性系数是36。
表1和表2对实施例的合金成分、力学性能和热裂倾向性系数进行了统计。
表1实施例合金成分(质量分数，％)
表2合金的拉伸性能和热裂倾向性系数
从上述实施例的测试数据中可看出，加了等体积的Sr和Zr后，铝合金的力学性能和铸造性能优异，尤其是实施例14。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种金属型重力铸造铝合金材料，其特征在于：由质量百分数计的如下元素组成，Mg：2.0～4.5％，Zn：3.0～5.5％，Cu：0.5～1.5％，稀土元素RE：0.01～1.5％，Ti：0.00005％～0.2％，B：0.00001％～0.1％，Sr：0～0.2％，Zr：0～0.2％，余量为Al，杂质≤0.30％；
所述稀土元素为Ce、Y、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或多种的组合。
2.如权利要求1所述的金属型重力铸造铝合金材料，其特征在于：所述Sr元素为铝合金总质量的0.05～0.2％，所述Zr元素为铝合金总质量的0.05～0.2％。
3.如权利要求1所述的金属型重力铸造铝合金材料，其特征在于：所述Al、Zn和Mg分别选自工业纯铝、工业纯锌和工业纯镁；所述Cu、稀土元素RE以铝铜中间合金、铝-稀土中间合金加入；所述Ti、B以铝钛硼中间合金加入；所述Sr、Zr以铝锶、铝锆中间合金加入。
4.如权利要求1所述的一种金属型重力铸造铝合金材料的制备方法，包括如下步骤，
S1：熔炼合金，制备铝合金熔体；
S2：将铝合金熔体进行金属型重力铸造，制备得到铝合金铸件；
S3：将铝合金铸件进行热处理，制备得到金属型重力铸造铝合金材料。
5.根据权利要求4所述的一种金属型重力铸造铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，包括了如下工艺：
(1)烘料：将工业纯铝、工业纯锌、工业纯镁、铝铜中间合金、铝稀土中间合金、铝钛硼中间合金、铝锶和铝锆中间合金原料分别预热至200～300℃，保温0.5-2小时；
(2)熔炼：温度至200～300℃时，加入工业纯铝，铝铜中间合金，搅拌至熔清；熔体温度降至680～700℃之间时，加入工业纯锌、工业纯镁熔化，搅拌至熔清；熔体升温至735-745℃，加入铝-稀土中间合金，搅拌至熔清；
(3)精炼：熔体升温至735-745℃，加入精炼剂进行精炼，10～20分钟；撇去浮渣，静置熔体；
(4)除气：向步骤(3)中制备所得的熔体中加入覆盖剂，保护气氛中搅拌5～10分钟；
(5)细化：向步骤(4)中制备所得的熔体中加入铝钛硼中间合金，和/或铝锶中间合金与铝锆中间合金中的一种或两种，进行细化，撇去浮渣，获得铝合金熔体。
6.根据权利要求5所述的一种金属型重力铸造铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，精炼剂的添加量为熔体总质量的0.2-1.5％。
7.根据权利要求5所述的一种金属型重力铸造铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，覆盖剂的添加量为熔体总质量的0.2-1.5％。
8.根据权利要求5所述的一种金属型重力铸造铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，铝合金熔体在680～710℃下浇注到预热至150～300℃的金属型模具内，自然冷却，冷却速率范围是2.0～50.0K/s。
9.根据权利要求5所述的一种金属型重力铸造铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，热处理包括固溶处理和时效处理。
10.根据权利要求9所述的一种金属型重力铸造铝合金材料的制备方法，其特征在于,所述固溶处理是在450～500℃的条件下保温4～48小时，水冷，水温0～80℃；所述时效处理是在100～225℃的条件下保温4～32小时。
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109468511A (zh) * 2018-12-29 2019-03-15 广州立中锦山合金有限公司 一种用于深井钻的铝合金材料
CN109811210A (zh) * 2019-03-05 2019-05-28 上海交通大学 基于金属型重力铸造工艺的高强韧高模量铝合金材料及其制备
CN110042286A (zh) * 2019-03-05 2019-07-23 上海交通大学 基于砂型重力铸造工艺的高强韧高模量铝合金材料及其制备
CN110669968A (zh) * 2019-09-23 2020-01-10 山东南山铝业股份有限公司 一种耐热稀土铝合金及其制备方法
CN111020315A (zh) * 2019-12-20 2020-04-17 山东南山铝业股份有限公司 一种稀土耐热铝合金及其制备方法
CN111455238A (zh) * 2020-02-25 2020-07-28 山东南山铝业股份有限公司 一种添加稀土钐的铝合金及其制备方法
CN114107760A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 宝山钢铁股份有限公司 一种颗粒增强新型7xxx铝合金薄带及其制备方法
CN114210925A (zh) * 2021-12-13 2022-03-22 湖南鑫泉科技有限公司 一种金属型重力铸造方法
CN114214534A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 上海耀鸿科技股份有限公司 改性铝合金及其制备方法
CN115029593A (zh) * 2022-06-08 2022-09-09 山东南山铝业股份有限公司 一种复合添加稀土耐热铝合金及其制备方法
CN115418538A (zh) * 2022-08-18 2022-12-02 昆明理工大学 一种高强耐蚀铝合金材料及制备方法
CN115558826A (zh) * 2022-10-20 2023-01-03 吕梁学院 一种含稀土元素的高强高导铝合金材料
CN115747588A (zh) * 2022-11-30 2023-03-07 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种提高铝合金高压冷喷涂涂层结合强度的方法
CN115852215A (zh) * 2022-11-24 2023-03-28 中国科学院金属研究所 一种高强韧铸造铝合金及其制备方法
CN116179905A (zh) * 2022-12-22 2023-05-30 山东兖矿轻合金有限公司 一种大规格高性能的Al-Mg-Zn铝合金圆铸锭及其铸造方法
WO2023125265A1 (zh) * 2021-12-27 2023-07-06 连云港星耀材料科技有限公司 高强度复合改性铝合金制件及其制备方法
CN116445775A (zh) * 2023-04-20 2023-07-18 上海交通大学 一种高强韧金属型重力铸造铝合金及其制备方法
WO2024078291A1 (zh) * 2022-10-12 2024-04-18 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 轴箱体安装面损伤修复方法及装置
CN118186265A (zh) * 2024-03-07 2024-06-14 福建祥鑫新材料科技有限公司 一种高性能铝合金及其制备方法和应用

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007100157A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Mitsubishi Alum Co Ltd 高強度アルミニウム合金および高強度アルミニウム合金材ならびに該合金材の製造方法。
CN101532861A (zh) * 2009-04-17 2009-09-16 周岳建 一种高强度铸造铝合金制造水表表壳的方法及其制品
CN101952467A (zh) * 2008-01-16 2011-01-19 奎斯泰克创新公司 抗热裂的高强度铸造铝合金
CN103898382A (zh) * 2014-03-27 2014-07-02 北京科技大学 超强高韧耐蚀Al-Zn-Mg-Cu铝合金材料及其制备方法
CN104561688A (zh) * 2015-01-26 2015-04-29 上海交通大学 一种耐热铸造铝合金及其重力铸造方法
CN104630578A (zh) * 2015-01-26 2015-05-20 上海交通大学 高塑性铸造铝合金及其重力铸造制备方法
CN105008565A (zh) * 2013-03-09 2015-10-28 美铝公司 包含镁和锌的可热处理铝合金及其制备方法
CN105671380A (zh) * 2015-11-30 2016-06-15 合肥市科亿铝业有限公司 一种稀土改性铝合金材料的制备方法
CN106011558A (zh) * 2016-07-06 2016-10-12 宁国市中泰汽车零部件有限公司 一种吊耳支架
JP2017186651A (ja) * 2016-02-11 2017-10-12 エアバス・ディフェンス・アンド・スペース・ゲーエムベーハー ＡＬＭ構造体の一体構成のためのスカンジウムを有するＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ合金
CN107385291A (zh) * 2017-06-22 2017-11-24 烟台南山学院 一种高性能Al‑Zn‑Mg‑Cu‑Zr‑Ce‑Ti合金及其制备工艺
US20180087139A1 (en) * 2013-01-30 2018-03-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) 7xxx series aluminum alloy member excellent in stress corrosion cracking resistance and method for manufacturing the same

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007100157A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Mitsubishi Alum Co Ltd 高強度アルミニウム合金および高強度アルミニウム合金材ならびに該合金材の製造方法。
CN101952467A (zh) * 2008-01-16 2011-01-19 奎斯泰克创新公司 抗热裂的高强度铸造铝合金
CN101532861A (zh) * 2009-04-17 2009-09-16 周岳建 一种高强度铸造铝合金制造水表表壳的方法及其制品
US20180087139A1 (en) * 2013-01-30 2018-03-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) 7xxx series aluminum alloy member excellent in stress corrosion cracking resistance and method for manufacturing the same
CN105008565A (zh) * 2013-03-09 2015-10-28 美铝公司 包含镁和锌的可热处理铝合金及其制备方法
CN103898382A (zh) * 2014-03-27 2014-07-02 北京科技大学 超强高韧耐蚀Al-Zn-Mg-Cu铝合金材料及其制备方法
CN104561688A (zh) * 2015-01-26 2015-04-29 上海交通大学 一种耐热铸造铝合金及其重力铸造方法
CN104630578A (zh) * 2015-01-26 2015-05-20 上海交通大学 高塑性铸造铝合金及其重力铸造制备方法
CN105671380A (zh) * 2015-11-30 2016-06-15 合肥市科亿铝业有限公司 一种稀土改性铝合金材料的制备方法
JP2017186651A (ja) * 2016-02-11 2017-10-12 エアバス・ディフェンス・アンド・スペース・ゲーエムベーハー ＡＬＭ構造体の一体構成のためのスカンジウムを有するＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ合金
CN106011558A (zh) * 2016-07-06 2016-10-12 宁国市中泰汽车零部件有限公司 一种吊耳支架
CN107385291A (zh) * 2017-06-22 2017-11-24 烟台南山学院 一种高性能Al‑Zn‑Mg‑Cu‑Zr‑Ce‑Ti合金及其制备工艺

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
唐代明等: "《金属材料学》", 30 June 2014, 西南交通大学出版社 *
王旭等: "Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金微合金化的研究进展", 《山东科学》 *
许晓静等: "含Sr7085型铝合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀性能", 《材料热处理学报》 *

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109468511A (zh) * 2018-12-29 2019-03-15 广州立中锦山合金有限公司 一种用于深井钻的铝合金材料
CN109811210A (zh) * 2019-03-05 2019-05-28 上海交通大学 基于金属型重力铸造工艺的高强韧高模量铝合金材料及其制备
CN110042286A (zh) * 2019-03-05 2019-07-23 上海交通大学 基于砂型重力铸造工艺的高强韧高模量铝合金材料及其制备
CN110669968A (zh) * 2019-09-23 2020-01-10 山东南山铝业股份有限公司 一种耐热稀土铝合金及其制备方法
CN111020315A (zh) * 2019-12-20 2020-04-17 山东南山铝业股份有限公司 一种稀土耐热铝合金及其制备方法
CN111455238A (zh) * 2020-02-25 2020-07-28 山东南山铝业股份有限公司 一种添加稀土钐的铝合金及其制备方法
CN114107760B (zh) * 2020-08-26 2023-01-20 宝山钢铁股份有限公司 一种颗粒增强7xxx铝合金薄带及其制备方法
CN114107760A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 宝山钢铁股份有限公司 一种颗粒增强新型7xxx铝合金薄带及其制备方法
CN114210925A (zh) * 2021-12-13 2022-03-22 湖南鑫泉科技有限公司 一种金属型重力铸造方法
CN114214534A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 上海耀鸿科技股份有限公司 改性铝合金及其制备方法
WO2023125265A1 (zh) * 2021-12-27 2023-07-06 连云港星耀材料科技有限公司 高强度复合改性铝合金制件及其制备方法
CN115029593A (zh) * 2022-06-08 2022-09-09 山东南山铝业股份有限公司 一种复合添加稀土耐热铝合金及其制备方法
CN115418538A (zh) * 2022-08-18 2022-12-02 昆明理工大学 一种高强耐蚀铝合金材料及制备方法
WO2024078291A1 (zh) * 2022-10-12 2024-04-18 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 轴箱体安装面损伤修复方法及装置
CN115558826A (zh) * 2022-10-20 2023-01-03 吕梁学院 一种含稀土元素的高强高导铝合金材料
CN115852215A (zh) * 2022-11-24 2023-03-28 中国科学院金属研究所 一种高强韧铸造铝合金及其制备方法
CN115852215B (zh) * 2022-11-24 2024-07-09 中国科学院金属研究所 一种高强韧铸造铝合金及其制备方法
CN115747588A (zh) * 2022-11-30 2023-03-07 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种提高铝合金高压冷喷涂涂层结合强度的方法
CN115747588B (zh) * 2022-11-30 2024-02-23 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种提高铝合金高压冷喷涂涂层结合强度的方法
CN116179905A (zh) * 2022-12-22 2023-05-30 山东兖矿轻合金有限公司 一种大规格高性能的Al-Mg-Zn铝合金圆铸锭及其铸造方法
CN116179905B (zh) * 2022-12-22 2024-10-18 山东兖矿轻合金有限公司 一种大规格高性能的Al-Mg-Zn铝合金圆铸锭及其铸造方法
CN116445775A (zh) * 2023-04-20 2023-07-18 上海交通大学 一种高强韧金属型重力铸造铝合金及其制备方法
CN118186265A (zh) * 2024-03-07 2024-06-14 福建祥鑫新材料科技有限公司 一种高性能铝合金及其制备方法和应用

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