CN111455234B - 一种真空泵转子用含Sm铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空泵转子用含Sm铝合金及其制备方法，属于合金材料技术领域。为了解决现有的热膨胀系数和强度性能不佳的问题，提供一种真空泵转子用含Sm铝合金及制备方法，该铝合金包括Si：20％～22％；Cu：0.8％～1.2％；Ni：0.5％～0.7％；Mn：0.2％～0.4％；Nd：0.2％～0.4％；Y：0.2％～0.3％；Ag：1.2％～1.5％；Sm：0.1％～0.3％；Bi：0.1％～0.2％；余量为Al；该方法包括按照各成分组成选取原料，并按一定顺序进行熔化，再过热处理，浇铸，得到铸态铝合金；再均匀化处理、固溶化处理和时效处理等。本发明铝合金具有低热膨胀系数和高抗拉强度的效果。

Description

一种真空泵转子用含Sm铝合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种真空泵转子用含Sm铝合金及其制备方法，属于合金材料技术领域。
背景技术
罗茨真空泵广泛用于真空冶金中的冶炼、脱气、轧制，以及化工、食品、医药工业中的真空蒸馏、真空浓缩和真空干燥等方面。真空泵配件为用于真空泵噪声治理的，真空泵消音器。更大更先进的真空泵的研制代表着该行业的一个重要发展方向。目前，真空泵转子多采用铸铁材料，密度太大(铸铁密度为7.86g/cm3)，大尺寸的铸铁转子将会因为重量过大严重阻碍真空泵的运行稳定性，同时消耗更多能源，从而严重阻碍了新型真空泵的开发。
真空泵工作时，转子零件温度升高，从而会引起金属零件尺寸的膨胀，零件尺寸变化多少和材料的热膨胀系数有关。在20-300℃，铁的热膨胀系数为12.2×10-6K-1。而铝的热膨胀系数为23.2×10-6K-1。假如真空泵转子采用普通铝合金材料，工作温度升高，转子尺寸变化太大，必将严重影响真空泵的结构和工作效率。所以，新型真空泵必须采用具有低膨胀系数的铝合金材料。
而对于铝合金材料影响其热膨胀的因素很多,例如温度、合金成份和相变、合金内第二相形态和分布、晶体缺陷、晶体各向异性、铁磁性及工艺因素等。在不发生相变的情况下，温度和合金成份的变化,对热膨胀系数的影响尤其明显，同时诸因素之间存在着相互制约。即使是相同材料相同形状相同尺寸的试样，由于加工方法的差别造成了试样内部各组成部分结构的变化，从而造成试样热膨胀系数的明显变化。
现有的合金中，由于过共晶铝硅合金具有高耐磨性、轻质、高强度及低的热膨胀性等一系列优点，是制造真空泵转子较理想的材料，但是，硅含量越高，铝硅合金的铸造性能越差、合金抗拉强度越低。故而，对于过共晶铝硅合金的处理和改善是目前研究的主要方向，此外铝合金基体强化对合金性能的提高至关重要。现有的如中国专利(授权公告号：CN106480344B)公开的真空泵转子用含稀土铝合金，该铝合金包括以下成分的质量百分数：Si：23wt％～26wt％；Cu：0.8wt％～2.4wt％；Mn：0.2wt％～0.8wt％；Ag：2.0wt％～3.0wt％；Y：0.7wt％～1.5wt％；Dy：0.5wt％～1.5wt％；Ni：1.1wt％～1.4wt％；为余量Al。该铝合金体系虽具有较好的热膨胀系数和抗拉强度性能，尤其通过Ag、Y、Dy和铝之间形成的合金体系，低热膨胀系数和较好的抗拉强度，但是，其对于低热膨胀系数的温度范围仅在20～300℃的范围，在超过300℃时的范围热膨胀系数会变差。因此，如何研究开发一种具有更宽的温度范围内的低热膨胀系数是很有必要的，目前还没有相关的报道。
发明内容
本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种真空泵转子用含Sm铝合金及其制备方法，解决的问题如何使在较宽的温度内具有低膨胀系数和高抗拉强度的性能。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现的，一种真空泵转子用含Sm铝合金，其特征在于，该铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：20％～22％；Cu：0.8％～1.2％；Ni：0.5％～0.7％；Mn：0.2％～0.4％；Nd：0.2％～0.4％；Y：0.2％～0.3％；Ag：1.2％～1.5％；Sm：0.1％～0.3％；Bi：0.1％～0.2％；余量为Al。
本发明合金通过适度提高硅含量；且对合金成分组成及含量的改进，能够对共晶硅、初晶硅进行变质细化，细化合金晶粒,还能获得具有强化的弥散分布第二相，同时优化提高铝基体的固溶度及调整合金内的第二相的种类、形态及分布，提高过共晶铝硅合金的抗拉强度和降低热膨胀系数的效果。更具体的说，通过在铝硅合金中复合加入Bi元素和稀土Sm、Nd、Y元素，且使Y元素的含量控制在0.2％～0.3％，并使Sm的含量在0.1％～0.3％，能够有效的使各元素之间能够起到优异的协同作用，降低合金热膨胀系数及提高力学性能，若Nd、Sm的添加量过高，反而会使热膨胀系数和抗拉强度性能变差。另外，Cu对铝硅合金有显著的固溶强化作用；Mn和Ni可以与Fe共同生成复杂相并减少β-Fe杂质相的产生，通常作为辅助元素加入。Al、Si、Cu等在合金中形成三元化合物强化相，起到综合强化合金的作用。固溶有过渡组元素Ag、Cu的α(Al)固溶体热膨胀系数明显降低，还能起到固溶强化的作用。Nd、Ni、Si也可以形成NdNiSi2金属间化合物强化相有效细化Al合金，且Ag、Bi能够形成Ag3Bi金属间化合物有效细化初生硅及共晶硅，同时Bi对共晶硅具有变质作用,还与Ni形成BiNi化合物相,有效细化α-Al和初生硅及共晶硅的形貌及尺寸。Ni、Si、Sm形成Ni3Si5Sm2金属间化合物有效细化共晶硅，有效实现使合金材料在20～330℃的宽温度范围下仍具有热膨胀系数小的特点，低于14.5x10-6K-1以下，且材料也兼具高抗拉强度的效果，更好的符合真空泵转子零件的要求，利于高速、高温型真空泵的应用与开发。
在上述的真空泵转子用含Sm铝合金中，作为优选，所述Sm的质量百分数为0.12％～0.15％。通过使Sm控制在少量的添加量下，能够更好的使Sm与Ni和Si共同作用形成Ni3Si5Sm2中间合金相从而更有效细化共晶硅，抑制共晶硅的形成，使具有更低的热膨胀系数和高抗拉强度的效果，尤其能够使在20℃～330℃的热膨胀系数低的效果，常规的热膨胀系数一般是在温度20℃～300℃的条件下的膨胀系数性能表现，这里最高值提高到330℃，使材料在热膨胀系数上具有更优异的性能。
在上述的真空泵转子用含Sm铝合金中，作为优选，所述Nd的质量百分数为0.31％～0.34％。为了能够更好的与加入的Sm形成共同作用以有效细化共晶硅的效果，进一步的提升合金的热膨胀性能，具有低膨胀系数的效果。作为更进一步的优选，所述Sm+Ni的总含量与Ag+Bi的总含量的质量比为0.35～0.40：1.30～1.40。通过这四个成分及含量的调整改进，能够更好的形成中间相合金，能够有效细化初生硅及共晶硅，且Bi的加入对共晶硅也具有变质作用以及与Ni形成中间相合物化合物，有效细化α-Al和初生硅及共晶硅的形貌及尺寸，使具有更好的低膨胀系数和抗拉强度的效果。作为更进一步的优选，所述Sm+Nd+Ni+Y的总含量与Ag+Bi的总含量的质量比为1.4：1.7,能够使它们共同协同作用，有效细化铝和初生硅及共晶硅，使具有更低的热膨胀系数和抗拉强度的效果。
在上述的真空泵转子用含Sm铝合金中，作为进一步的优选，所述铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.0％；Ni：0.6％；Mn：0.3％；Nd：0.3％；Y：0.3％；Ag：1.5％；Sm：0.2％；Bi：0.2％；余量为Al。
本发明的目的之二是通过以下技术方案得以实现的，一种真空泵转子用含Sm铝合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、按照含Sm铝合金中各成分组成选取原料，先将纯铝锭放入熔炼炉中进行熔融；
B、再将纯Si和纯Ni加入到上述熔体中进行熔化；然后，再将纯Cu加入到熔体中进行熔化；
C、将合金熔体的温度降到700℃～760℃进行精炼，去除表面浮渣；
D、将温度升至830℃～860℃后加入Al-Mn中间合金进行充分熔化后，再将纯Bi加入熔体中进行熔化；
E、再将温度控制在830℃～860℃，加入Al-Nd、Al-Y和Al-Sm中间合金进行充分熔化，然后，再加入纯Ag到熔体中进行熔化；
F、将熔体升温至1050℃～1100℃进行过热处理，放入模具内进行浇铸，得到相应的铸态铝合金；
G、将铸态合金在440℃～460℃的温度条件下进行均匀化处理；再升温至500℃～540℃的温度条件下进行固溶化处理；再放入60℃～80℃水中冷却；然后在180℃～210℃的温度条件下进行时效处理。
本发明通过熔体处理工艺，利用变质处理与精炼处理的配合和浇注温度的范围内，使铝合金基体得到了有效的固溶强化和细晶强化，初生硅和共晶硅尺寸细小及弥散分布，此外合金元素之间在合金晶界处形成纳米尺寸颗粒化合物相并在高温下保持良好的稳定性，从而得到具有优异的抗拉强度、热膨胀系数性能的过共晶铝硅合金。通过采取上述工艺顺序，调整熔体中含有许多短程有序的类固相原子团簇，优化金属结晶条件，改善凝固后合金的组织和性能。更重要的是，在进行熔体过热处理过程中为了改善熔融状态下金属组织的不均匀性。将Al-Nd、Al-Y、Al-Sm中间合金和纯银在熔炼的最后阶段加入,目的是为了改善亚稳定Si-Ni-Sm、Sm-Si、Nd-Ni-Si、Ag-Bi原子团簇的存在状态，这种亚稳定团簇正是组织的遗传因子，成为合金凝固过程中组织遗传性的载体，从而改善合金结晶条件，改善了凝固后铸锭或铸件的组织和性能，且在后续结合使合金采用均匀化处理+固溶时效处理工艺，显著优化合金内不同熔点共晶化合物的固溶效果。
在上述真空泵转子用含Sm铝合金的制备方法中，作为优选，步骤F中所述过热处理具体为：
先将熔体升温至1050℃～1100℃进行保温5～10min，然后冷却降温至830℃，再升温至1050℃～1100℃进行保温5～10min，然后冷却降温至830℃，1050℃～1100℃进行保温5～10min，然后冷却降温至830℃进行保温10～15min。通过三次重复的过热处理，能够更好的调整合金熔体的组织结构。
在上述真空泵转子用含Sm铝合金的制备方法中，作为优选，所述模具经过预热处理，所述预热处理的温度为200℃～250℃。使在浇铸的过程中不会出现局部过冷现象，保证铝合金的性能要求。
在上述真空泵转子用含Sm铝合金的制备方法中，作为优选，步骤F中所述过热处理之后还包括向熔体中加入P-Cu中间合金和RE+Sm中间合金进行搅拌熔化，P的加入量为合金总重量的0.1％，所述RE+Sm中间合金的加入量为合金总重量的0.3％，针对本多元合金熔体结构及合金凝固生成的物相先后顺序及特性，RE合金中元素质量比La：Ce：Pr：Nd＝4：3：1：2，RE：Sm＝3：1。使合金采用P和(RE+Sm)复合变质熔炼工艺，稀土变质不仅细化共晶硅，使针片状的共晶硅细化成短杆状或颗粒状，还能形成含稀土的金属间化合物，细化初晶硅，保证具有更好的低膨胀系数和抗拉强度性能的效果。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.通过添加少量的Sm能够与体系中的各元素产生协同效果，且Nd、Ni、Si形成金属间化合物强化相有效细化Al合金，且Ag、Bi也可以形成化合物有效细化初生硅及共晶硅；Bi对共晶硅具有变质作用,还与Ni形成化合物相,有效细化α-Al和初生硅及共晶硅的形貌及尺寸。Ag、Bi形成化合物有效细化初生硅。Ni、Si、Sm形成化合物有效细化共晶硅，实现具有低热膨胀系数和高抗拉强度的效果。
2.本方法能够在后期加入少量的P和(RE+Sm)复合能够对熔体进行变质处理，采用复合稀土变质不仅能够细化共晶硅，使针片状的共晶硅细化成短杆状或颗粒状，还能形成含稀土的金属间化合物，细化初晶硅，实现合金具有低膨胀系数和高抗拉强度的效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：20％；Cu：0.8％；Ni：0.7％；Mn：0.4％；Nd：0.4％；Y：0.3％；Ag：1.5％；Sm：0.3％；Bi：0.1％；余量为Al。
该含Sm铝合金的具体制备方法采用如下方法进行：
按照上述各成分的质量百分数含量选取相应的原料，将选取的纯铝、纯Si、纯铜、纯银、纯铋、Al-Nd、Al-Y、Al-Sm、Al-Mn中间合金各自进行预热处理，预热温度为100℃～120℃，预热处理后，将工业结晶纯Si打碎成5mm左右的小块，然后用铝箔包起来在200℃左右预热，坩埚预热至550℃。
然后，将上述一定量经过预热后的纯铝锭放入熔炼炉中，待炉温达到750℃时，保温至金属呈熔融态；熔融后，再将预热后的纯Si、纯Ni加入到熔体中，充分搅拌至其熔化充分，再升温到950℃,进行保温20～25min，然后，降温至850℃,再将预热后的纯铜加入到熔体中，充分搅拌至其熔化充分，再保温5min左右，降温，待合金熔体的温度降到740℃时，加入0.5％～0.8％六氯乙烷(C2Cl6)进行精炼，去除表面浮渣，保温10min左右，扒渣；
再将合金熔体重新加热升温至850℃，接着加入Al-Mn中间合金，搅拌10～15min，使Al-Mn中间合金充分熔化，使其在熔体中均匀分布，再将预热后的纯铋加入到熔体中，搅拌，保温5min，使熔化充分；
再控制温度在850℃左右，接着加入经过预热后的Al-Nd、Al-Y和Al-Sm中间合金，搅拌10～15min，使Al-Nd、Al-Y和Al-Sm中间合金均充分熔化，搅拌使在熔体中均匀分布，再将预热后的纯Ag加入到熔体中，搅拌，保温5min，熔化充分后，将熔体由升温至1050℃，再保温5分钟，然后冷却至830℃后，再重新升温至1050℃，再保温5分钟，反复重复三次，进行熔体过热处理，通过重复升降温处理，目的是为了调整合金熔体组织结构，使合金组织能够有效的细化，最后保温在830℃，进行扒渣处理后，再加入P-Cu中间合金，该中间合金的加入使P元素加入量为合金总重量的0.1wt％左右，搅拌，大约保温6分钟，再加入RE+Sm中间合金，且RE+Sm中间合金的加入量为合金总重量的0.3wt％，其中，RE稀土化学成分，RE合金中成分组成及质量比La：Ce：Pr：Nd＝4：3：1：2，且RE：Sm＝3：1，搅拌，并将合金熔体保温大约10分钟，加入金属型模具进行浇铸，其中，金属型模具在浇注前预热到200℃～250℃，得到相应的铸态铝合金。
将得到的铸态合金进行热处理，先在440℃～460℃的温度条件下，保温14～18小时进行均匀化处理；再控制温度在500℃～540℃的温度条件下，保温8小时进行固溶化处理；再放入60～80℃水中冷却，然后在放入温度在180℃～210℃的条件下进行时效处理保温8小时，得到相应的含Sm铝合金。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为14.5×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为286MPa。从测试结果可以看出，本含Sm铝合金具有优良的热膨胀系数和室温及高温拉伸强度，尤其是在热膨胀系数性能上的表现更优异，上限温度高达330℃的温度范围内仍具有低热膨胀系数的性能表现。
实施例2
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：22％；Cu：1.2％；Ni：0.5％；Mn：0.2％；Nd：0.2％；Y：0.2％；Ag：1.2％；Sm：0.1％；Bi：0.2％；余量为Al。
该含Sm铝合金的具体制备方法采用如下方法进行：
按照上述各成分的质量百分数含量选取相应的原料，将选取的纯铝、纯Si、纯铜、纯银、纯铋、Al-Nd、Al-Y、Al-Sm、Al-Mn中间合金各自进行预热处理，预热温度为100℃～120℃，预热处理后，将工业结晶纯Si打碎成5mm左右的小块，然后用铝箔包起来在200℃左右预热，坩埚预热至550℃。
然后，将上述一定量经过预热后的纯铝锭放入熔炼炉中，待炉温达到750℃时，保温至金属呈熔融态；熔融后，再将预热后的纯Si、纯Ni加入到熔体中，充分搅拌至其熔化充分，再升温到950℃,进行保温20～25min，然后，降温至850℃,再将预热后的纯铜加入到熔体中，充分搅拌至其熔化充分，再保温5min左右，降温，待合金熔体的温度降到760℃时，加入0.8％六氯乙烷(C2Cl6)进行精炼，去除表面浮渣，保温10min左右，扒渣；
再将合金熔体重新加热升温至830℃，接着加入Al-Mn中间合金，搅拌10～15min，使Al-Mn中间合金充分熔化，使其在熔体中均匀分布，再将预热后的纯铋加入到熔体中，搅拌，保温5min，使熔化充分；
再控制温度在830℃左右，接着加入经过预热后的Al-Nd、Al-Y和Al-Sm中间合金，搅拌10～15min，使Al-Nd、Al-Y和Al-Sm中间合金均充分熔化，搅拌使在熔体中均匀分布，再将预热后的纯Ag加入到熔体中，搅拌，保温5min，熔化充分后，将熔体由升温至1100℃，再保温5分钟，然后冷却至830℃后，再重新升温至1100℃，再保温5分钟，反复重复三次，进行熔体过热处理，通过重复升降温处理，目的是为了调整合金熔体组织结构，使合金组织能够有效的细化，最后保温在830℃，进行扒渣处理后，再加入P-Cu中间合金，该中间合金的加入使P元素加入量为合金总重量的0.12wt％左右，搅拌，大约保温6分钟，再加入RE+Sm中间合金，且RE+Sm中间合金的加入量为合金总重量的0.2wt％，其中，RE稀土化学成分，RE合金中成分组成及质量比La：Ce：Pr：Nd＝4：3：1：2，且RE：Sm＝3：1，搅拌，并将合金熔体保温大约10分钟，加入金属型模具进行浇铸，其中，金属型模具在浇注前预热到200℃～250℃，得到相应的铸态铝合金。
将得到的铸态合金进行热处理，先在440℃～460℃的温度条件下，保温14～18小时进行均匀化处理；再控制温度在500℃～540℃的温度条件下，保温8小时进行固溶化处理；再放入60～80℃水中冷却，然后在放入温度在180℃～210℃的条件下进行时效处理保温8小时，得到相应的含Sm铝合金。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为14.4×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为290MPa。
实施例3
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.0％；Ni：0.6％；Mn：0.3％；Nd：0.4％；Y：0.3％；Ag：1.4％；Sm：0.2％；Bi：0.1％；余量为Al。
该含Sm铝合金的具体制备方法采用如下方法进行：
按照上述各成分的质量百分数含量选取相应的原料，将选取的纯铝、纯Si、纯铜、纯银、纯铋、Al-Nd、Al-Y、Al-Sm、Al-Mn中间合金各自进行预热处理，预热温度为100℃～120℃，预热处理后，将工业结晶纯Si打碎成5mm左右的小块，然后用铝箔包起来在200℃左右预热，坩埚预热至550℃。
然后，将上述一定量经过预热后的纯铝锭放入熔炼炉中，待炉温达到750℃时，保温至金属呈熔融态；熔融后，再将预热后的纯Si、纯Ni加入到熔体中，充分搅拌至其熔化充分，再升温到950℃,进行保温20～25min，然后，降温至850℃,再将预热后的纯铜加入到熔体中，充分搅拌至其熔化充分，再保温5min左右，降温，待合金熔体的温度降到700℃时，加入0.5％六氯乙烷(C2Cl6)进行精炼，去除表面浮渣，保温10min左右，扒渣；
再将合金熔体重新加热升温至860℃，接着加入Al-Mn中间合金，搅拌10～15min，使Al-Mn中间合金充分熔化，使其在熔体中均匀分布，再将预热后的纯铋加入到熔体中，搅拌，保温5min，使熔化充分；
再控制温度在860℃左右，接着加入经过预热后的Al-Nd、Al-Y和Al-Sm中间合金，搅拌10～15min，使Al-Nd、Al-Y和Al-Sm中间合金均充分熔化，搅拌使在熔体中均匀分布，再将预热后的纯Ag加入到熔体中，搅拌，保温5min，熔化充分后，将熔体由升温至1100℃，再保温5分钟，然后冷却至860℃后，再重新升温至1100℃，再保温5分钟，然后冷却至860℃后，再升温，反复重复三次，进行熔体过热处理，通过重复升降温处理，目的是为了调整合金熔体组织结构，使合金组织能够有效的细化，最后保温在860℃，进行扒渣处理后，再加入P-Cu中间合金，该中间合金的加入使P元素加入量为合金总重量的0.08wt％左右，搅拌，大约保温6分钟，再加入RE+Sm中间合金，且RE+Sm中间合金的加入量为合金总重量的0.25wt％，其中，RE稀土化学成分，RE合金中成分组成及质量比La：Ce：Pr：Nd＝4：3：1：2，且RE：Sm＝3：1，搅拌，并将合金熔体保温大约10分钟，加入金属型模具进行浇铸，其中，金属型模具在浇注前预热到200℃～250℃，得到相应的铸态铝合金。
将得到的铸态合金进行热处理，先在440℃～460℃的温度条件下，保温14～18小时进行均匀化处理；再控制温度在500℃～540℃的温度条件下，保温8小时进行固溶化处理；再放入60～80℃水中冷却，然后在放入温度在180℃～210℃的条件下进行时效处理保温8小时，得到相应的含Sm铝合金。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为14.3×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为291MPa。
实施例4
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：0.9％；Ni：0.7％；Mn：0.3％；Nd：0.31％；Y：0.25％；Ag：1.5％；Sm：0.12％；Bi：0.1％；余量为Al。
本实施例的真空泵转子用含Sm铝合金的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为14.2×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为295MPa。
实施例5
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.0％；Ni：0.6％；Mn：0.3％；Nd：0.3％；Y：0.3％；Ag：1.5％；Sm：0.2％；Bi：0.2％；余量为Al。
本实施例的真空泵转子用含Sm铝合金的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为13.6×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为297MPa。
实施例6
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.2％；Ni：0.7％；Mn：0.4％；Nd：0.34％；Y：0.3％；Ag：1.5％；Sm：0.15％；Bi：0.15％；余量为Al。
本实施例的真空泵转子用含Sm铝合金的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为14.1×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为294MPa。
实施例7
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.2％；Ni：0.7％；Mn：0.4％；Nd：0.35％；Y：0.2％；Ag：1.5％；Sm：0.15％；Bi：0.2％；余量为Al。
本实施例的真空泵转子用含Sm铝合金的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为13.2×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为298MPa。
比较例1
为了说明本含Sm铝合金中Sm和Nd的添加量的关键性，本比较例中将Sm和Nd的添加量均增加进行实施比较。
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.0％；Ni：0.6％；Mn：0.3％；Nd：1.0％；Y：0.3％；Ag：1.5％；Sm：1.0％；Bi：0.2％；余量为Al。
本实施例的真空泵转子用含Sm铝合金的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为16.5×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为282MPa。
比较例2
为了说明本含Sm铝合金中Sm的添加量的关键性，本比较例中将Sm的添加量增加到1.0％进行实施比较。
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.0％；Ni：0.6％；Mn：0.3％；Nd：0.3％；Y：0.3％；Ag：1.5％；Sm：1.0％；Bi：0.2％；余量为Al。
本实施例的真空泵转子用含Sm铝合金的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为15.4×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为288MPa。
比较例3
为了说明本含Sm铝合金中Nd的添加量的关键性，本比较例中将Nd的添加量增加到1.0％进行实施比较。
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.0％；Ni：0.6％；Mn：0.3％；Nd：1.0％；Y：0.3％；Ag：1.5％；Sm：0.2％；Bi：0.2％；余量为Al。
本实施例的真空泵转子用含Sm铝合金的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为15.9×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为290MPa。
比较例4
为了说明本含Sm铝合金中Sm和Nd的添加量的关键性，本比较例中将Sm和Nd的添加量均增加进行实施比较。
真空泵转子用含Sm铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.0％；Ni：0.6％；Mn：0.3％；Nd：0.7％；Y：0.3％；Ag：1.5％；Sm：0.6％；Bi：0.2％；余量为Al。
本实施例的真空泵转子用含Sm铝合金的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
将得到的含Sm铝合金进行相应的性能测试，分别测试室温T6状态的过共晶铝硅合金试棒的拉伸强度和20℃～330℃的热膨胀系数。本含Sm铝合金测试结果表明：20℃～330℃的热膨胀系数为15.9×10-6K-1；室温抗拉强度(σb)为285MPa。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (7)

1.一种真空泵转子用含Sm铝合金，其特征在于，该铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：20％～22％；Cu：0.8％～1.2％；Ni：0.5％～0.7％；Mn：0.2％～0.4％；Nd：0.2％～0.4％；Y：0.2％～0.3％；Ag：1.2％～1.5％；Sm：0.1％～0.3％；Bi：0.1％～0.2％；余量为Al。
2.根据权利要求1所述真空泵转子用含Sm铝合金，其特征在于，所述Sm的质量百分数为0.12％～0.15％。
3.根据权利要求2所述真空泵转子用含Sm铝合金，其特征在于，所述Nd的质量百分数为0.31％～0.34％。
4.根据权利要求1所述真空泵转子用含Sm铝合金，其特征在于，所述铝合金包括以下成分的质量百分数：
Si：21％；Cu：1.0％；Ni：0.6％；Mn：0.3％；Nd：0.3％；Y：0.3％；Ag：1.5％；Sm：0.2％；Bi：0.2％；余量为Al。
5.一种真空泵转子用含Sm铝合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、按照权利要求1-4任意一项所述的含Sm铝合金中各成分组成选取原料，先将纯铝锭放入熔炼炉中进行熔融；
B、再将纯Si和纯Ni加入到上述熔体中进行熔化；然后，再将纯Cu加入到熔体中进行熔化；
C、将合金熔体的温度降到700℃～760℃进行精炼，去除表面浮渣；
D、将温度升至830℃～860℃后加入Al-Mn中间合金进行充分熔化后，再将纯Bi加入熔体中进行熔化；
E、再将温度控制在830℃～860℃，加入Al-Nd、Al-Y和Al-Sm中间合金进行充分熔化，然后，再加入纯Ag到熔体中进行熔化；
F、将熔体升温至1050℃～1100℃进行过热处理，放入模具内进行浇铸，得到相应的铸态铝合金；
G、将铸态合金在440℃～460℃的温度条件下进行均匀化处理；再升温至500℃～540℃的温度条件下进行固溶化处理；再放入60℃～80℃水中冷却；然后在180℃～210℃的温度条件下进行时效处理。
6.根据权利要求5所述真空泵转子用含Sm铝合金的制备方法，其特征在于，步骤F中所述过热处理具体为：
先将熔体升温至1050℃～1100℃进行保温5～10min，然后冷却降温至830℃，再升温至1050℃～1100℃进行保温5～10min，然后冷却降温至830℃，1050℃～1100℃进行保温5～10min，然后冷却降温至830℃进行保温10～15min。
7.根据权利要求6所述真空泵转子用含Sm铝合金的制备方法，其特征在于，所述模具经过预热处理，所述预热处理的温度为200℃～250℃。
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