CN1109766C

CN1109766C - 铝硅铜稀土压铸铝合金

Info

Publication number: CN1109766C
Application number: CN00116056A
Authority: CN
Inventors: 冯俊; 刘超英; 冯洁; 鲍卫宁; 姚层林
Original assignee: Jianghan University
Current assignee: Jianghan University
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: CN1289856A

Abstract

本发明公开了一种铝硅铜稀土压铸铝合金。合金元素包括现有铝硅铜压铸合金中的各种元素，还包括合金化的稀土合金元素。稀土合金元素占铝硅铜压铸合金重量的0.05%～0.8%。本发明提出的铝硅铜稀土压铸合金较GB/T15115-94对压铸铝合金力学性能高，特别是抗拉强度和延伸率及气密性等性能高。

Description

铝硅铜稀土压铸铝合金

本发明属于铝硅铜合金材料，具体涉及一种将稀土元素作为铝硅铜压铸合金元素的新型压铸铝合金。

稀土元素具有独有的物理化学性质，如：具有独特的4f电子结构，大的原子磁距，很强的自旋轨道偶合等特性，与其它元素形成稀土配合物时，配位数可在3～12之间变化，并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的，因此，稀土元素被广泛地用于开发新型材料。

目前在铸造铝合金的熔炼过程中，将稀土元素作为一种的精炼剂、变质剂的优点正逐渐被人们认识，并开始采用，但还未将稀土元素提升到作为一种合金化的元素看待。

铝硅铜压铸合金是一类高强度压铸铝合金，例如我国的Y108、Y112、Y113、Y117等，机械强度较高(GB/T15115-94)，数值如下：

Y108 抗拉强度σ_b＝240N/mm²，延伸率δ＝1％，布氏硬度HB＝90

Y112 抗拉强度σ_b＝240N/mm²，延伸率δ＝1％，布氏硬度HB＝85

Y113 抗拉强度σ_b＝230N/mm²，延伸率δ＝1％，布氏硬度HB＝85

Y117 抗拉强度σ_b＝220N/mm²，延伸率δ＜1％

各牌号合金的合金元素范围如下：Y108合金硅11.0～13.0％铜1.0～2.0％锰0.3～0.9％镁0.4～1.0％铁≤1.0％镍≤0.05％锌≤1.0％铅≤0.05％锡≤0.01％其余为铝；

Y112合金硅7.5～9.5％铜3.0～4.0％锰≤0.5％镁≤0.3％铁≤1.2％镍≤0.5％锌≤1.2％铅≤0.1％锡≤0.1％其余为铝；

Y113合金硅9.6～12.0％铜1.5～3.5％锰≤0.5％镁≤0.3％铁≤1.2％镍≤0.5％锌≤1.0％铅≤0.1％锡≤0.1％其余为铝；

Y117合金硅16.0～18.0％铜4.0～5.0％锰≤0.5％镁0.45～0.65％铁≤1.2％镍≤0.1％锌≤1.2％钛≤0.1％其余为铝。

其中，由于Y113、Y117合金中的Si含量较高，所以很耐磨。

其它发达国家的铝硅铜压铸合金有：

美国的铝硅铜压铸合金有380系列、390系列等。

日本的铝硅铜压铸合金有ADC10、ADC12等。

法国的铝硅铜压铸合金有A-S9U3-Y4等，铝硅铜压铸合金A-S9U3-Y4各合金元素的范围为：硅7.50～10.0％铜2.5～4.0％锰≤0.5％镁≤0.3％铁≤1.3％镍≤0.5％锌≤1.2％钛≤0.2％铅≤0.2％锡≤0.2％其余为铝。

德国的铝硅铜压铸合金有GK-AlSi6Cu4、GK-AlSi8Cu3等。

在已知的这些牌号的铝硅铜压铸合金中，合金组成成分中未出现稀土元素。

本发明的目的在于研制一种新型稀土压铸铝合金，即在铝硅铜压铸铝合金中增加稀土元素，稀土元素不作为精炼或变质剂，而是利用稀土元素在铝合金熔炼过程中烧损量少，可以将稀土元素作为铝硅铜压铸合金中的合金化元素，以提高这类压铸合金的综合性能。特别是延伸率气密性。

本申请的新观点在于：将稀土元素作为铝硅铜压铸合金中的合金化的元素，而不是作为某类优良的精炼剂或变质剂；占压铸合金重量的0.05％～0.8％的稀土元素熔炼到不同牌号的铝硅铜压铸合金中去，能形成铝硅铜稀土合金系列；稀土在成为铝硅铜压铸合金中的合金化的元素后，同原铝硅铜压铸合金材料相比，能明显提高材料的综合性能，特别是延伸率，气密性。具体本发明压铸铝合金各合金元素的元素范围如下：

硅7.5～13.0％或16.0～18.0％铜1.0～5.0％锰≤0.9％镁≤1.0％铁≤1.3％镍≤0.5％钛≤0.2％锌≤1.2％铅≤0.2％锡≤0.2％稀土元素0.05％～0.8％其余为铝。

配制新型铝硅铜压铸合金材料的大致步骤：铝硅铜压铸合金+稀土构成新型铝硅铜压铸合金，其中，稀土含量0.05％--0.8％，稀土含量推荐值0.2％--0.6％。

稀土含量指配制完后整个铝合金中的稀土总量，并非指稀土中间合金含量，而是指稀土中间合金中稀土总量占整个铝合金的重量比。

配制本铝硅铜稀土合金系列所用稀土既可以是混合稀土，也可以是单一的纯稀土。

配制本铝硅铜稀土合金系列所用稀土既可以是稀土中间合金，也可以直接是稀土金属。

配制新型铝硅铜稀土压铸合金材料的实施例：

将一定量的标准牌号的Y112合金升温熔化，精炼(若是高硅铝合金的牌号，需变质处理)处理后，然后按稀土含量约0.2％、0.4％、0.8％的比例将铝稀土中间合金AlRE10(该铝稀土合金的检验依据为Q/LD005-1998《铝稀土合金》)加入到Y112合金中，精炼处理后保温即可开始压铸。

材料力学试验：拉伸试验台为青岛液压万能材料试验机。

硬度试验条件：P＝10D²，d＝2.5，P＝62.5kg。所用试验机Tn型。

压铸出该铝硅铜稀土压铸合金的A型拉力试样，A型拉力试样外形尺寸符合国家标准GB/T13822-92，试样直径为6.4±0.10mm，铸态，未经过任何处理，也不进行X射线探伤，随机取样。

测试结果：

1、稀土含量0.2％

抗拉强度组平均值σ_b＞29kg/mm²，即σ_b＞284.2N/mm²，其中最高抗拉强度32.4kg/mm²，即σ_b＞317.52N/mm²。

延伸率组平均值σ＞3.0％，其中最高值为5.0％，布氏硬度HB＞85。

2、稀土含量0.4％

抗拉强度组平均值σ_b＞29kg/mm²，即σ_b＞284.2N/mm²，已出现的最高值为σ_b＞32.8kg/mm²，即σ_b＞321.44N/mm²。

延伸率组平均值δ＞4.0％，已出现的最高值为6.0％。

布氏硬度HB＞85。

3、稀土含量0.8％

抗拉强度组平均值σ_b＞29kg/mm²，即σ_b＞284.2N/mm²，其中最高值为σ_b＞32.5kg/mm²，即σ_b＞318.5N/mm²。

以上各组测试结果表明以稀土元素作为合金化元素的铝硅铜稀土压铸合金的力学性能，特别是抗拉强度延伸率大大高于GB/T15115-94对现有压铸铝合金要求的力学性能。由此产生一种新型的铝硅铜稀土压铸合金。

本新型材料除适用于压力铸造外，还可用于金属型铸造，消失模铸造，砂型铸造，差压铸造，低压铸造，反压铸造，半固态压铸，熔模精密铸造等，该合金主要用于汽车摩托车，家用电器等产品上。

Claims

1、一种铝硅铜稀土压铸铝合金，合金元素包括铝硅铜压铸合金的各种元素，其中硅7.5～13.0％或16.0～18.0％铜1.0～5.0％锰≤0.9％镁≤1.0％铁≤1.3％镍≤0.5％钛≤0.2％锌≤1.2％铅≤0.2％锡≤0.2％其余为铝，其特征在于合金元素还包括合金化的稀土元素，稀土元素占铝硅铜压铸合金重量的0.05％～0.8％。

2、如权利要求1所述铝硅铜稀土压铸合金，其特征在于稀土元素占铝硅铜压铸合金重量的0.2％～0.6％。

3、如权利要求1、2所述铝硅铜稀土压铸合金，其特征在于合金中的稀土元素由稀土中间合金配制。

4、如权利要求1、2所述铝硅铜稀土压铸合金，其特征在于合金中的稀土由稀土元素金属配制。

5、如权利要求1、2所述铝硅铜稀土压铸合金，其特征在于合金中的稀土元素由混合稀土配制。

6、如权利要求1、2所述铝硅铜稀土压铸合金，其特征在于合金中的稀土元素由单一的纯稀土配制。