CN111575549A

CN111575549A - 一种石墨烯增强过共晶铝硅合金及其制备方法

Info

Publication number: CN111575549A
Application number: CN202010460438.3A
Authority: CN
Inventors: 范国强
Original assignee: Guangzhou Amy Graphene Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Amy Graphene Technology Co ltd
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2020-08-25

Abstract

本发明提供一种石墨烯增强过共晶铝硅合金及其制备方法，所述石墨烯增强过共晶铝硅合金按质量百分比计的化学组分为：Si 18.0～20.0％，Mg 0.45～0.70％，石墨烯0.001～0.009％，Zr 0.1～0.3％，Zn≤0.2％，Mn≤0.1％，Ti≤0.1％，Be≤0.1％，Sn≤0.05％，Pb≤0.1％；未指定的其它杂质元素：每种≤0.03％，杂质元素合计≤0.10％，余量为Al。本发明提供的石墨烯增强过共晶铝硅合金中石墨烯的含量远远低于现有石墨烯复合铝合金的石墨烯含量，不仅降低了成本，而且所得石墨烯增强过共晶铝硅合金综合力学性能有显著改善，拓宽了该合金在工业领域的应用。

Description

一种石墨烯增强过共晶铝硅合金及其制备方法

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种石墨烯增强过共晶铝硅合金及其制备方法。

背景技术

过共晶铝硅合金是一种重要的铸造铝合金，其合金成分超过共晶成分点，具有密度小，比强度和比刚度高，耐磨性优良，体积稳定性好和热膨胀系数低等优点，在航空航天、汽车、船舶海洋、化学化工、机械制造等领域应用广泛。同时，过共晶铝硅合金是制造发动机关键部件—气缸和活塞的理想材料，能够解决发动机存在的拉缸、抱缸、窜油、窜气、积炭、耗油、增噪等一系列问题，使汽车重量更轻、速度更快、功率更大、油耗更低、噪音更小，代表合金牌号如ZL108、ZL109等。

在传统铸造条件下，由于冷却速率较低，未经处理的过共晶铝硅合金中存在大量的粗大多边角形块状或板状初晶硅及长针状共晶硅，严重割裂合金基体，并在硅相尖端及棱角处产生应力集中，显著降低材料的力学性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种石墨烯增强过共晶铝硅合金及其制备方法，该石墨烯增强过共晶铝硅合金不仅能够保持过共晶铝合金的高耐磨性，而且具有较好的综合力学性能和导电性能。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种石墨烯增强过共晶铝硅合金，所述石墨烯增强过共晶铝硅合金按质量百分比计的化学组分为：Si 18.0～20.0％，Mg 0.45～0.70％，石墨烯0.001～0.009％，Zr0.1～0.3％，Zn≤0.2％，Mn≤0.1％，Ti≤0.1％，Be≤0.1％，Sn≤0.05％，Pb≤0.1％；未指定的其它杂质元素：每种≤0.03％，杂质元素合计≤0.10％，余量为Al。

优选的是，所述铝合金按质量百分比计的化学组分为：Si 19.0％，Mg 0.58％，石墨烯0.003％，Zr 0.1％，Zn 0.03％，Mn 0.02％，Ti 0.02％，Be 0.01％，Sn 0.03％，Pb0.02％，未指定的其它杂质元素：每种≤0.03％，杂质元素合计≤0.10％，铝余量。

本发明还提供上述石墨烯增强过共晶铝硅合金的制备方法，具体步骤如下：

1)按设计的合金成分重量比称取各组分原料，准备铝粒、铝箔、硅粒、镁粒、石墨烯、锆粒、锌粒、锰粒、钛粒、铍粒、锡粒、铅粒；

2)将石墨烯平铺于铝箔之上，滴加高纯度酒精，直到全部石墨烯浸湿充分黏附于铝箔表面，将铝箔折叠包裹住石墨烯，得到黏附石墨烯的铝箔，将其置于烘箱充分干燥；

3)将原料放入坩埚中：在坩埚底部铺一层铝粒，铝粒完全覆盖坩埚底部无缝隙，其用量为铝粒总量的四分之一到三分之一，接着放入步骤2)所得黏附石墨烯的铝箔，随后将除铝粒以外的其他原料加入坩埚中，之后将剩余的铝粒铺入坩埚内，使铝粒完全覆盖其他原料；

4)将坩埚置于感应熔炼炉内，关闭感应熔炼炉炉门，开启真空泵抽离炉体中空气，随后充入高纯氩气进行洗气，继续抽真空到50Pa，然后充入惰性气体氩气作为保护气氛至气压为500Pa；

5)打开熔炼炉电源，分阶段升温开始熔炼合金，熔炼过程如下：用300～320A电流加热200～250s，使炉温缓慢升温至780±5℃保持电流大小不变，晃动坩埚80～100s，晃动幅度为中轴线正负15°做钟摆运动，晃动频率为55～60次/min，然后将电流降低至275～285A，使炉温达到690±5℃，晃动坩埚50～60s，晃动幅度为中轴线正负15°做钟摆运动，晃动频率为55～60次/min，最后关闭电源，将合金熔液浇铸到石墨模具中冷却；

6)浇铸完成后，采用真空泵抽出炉内高温气体，抽真空时间为30～50s，之后充入室温氩气，500～600s后开炉取样得到石墨烯增强过共晶铝硅合金。

按上述方案，步骤1)所述铝粒平均粒径为1～6mm，纯度为99.95％以上；所述硅粒平均粒径为1～6mm，纯度为99.95％以上；所述镁粒平均粒径为1～6mm，纯度为99.99％以上；所述石墨烯为多层石墨烯；其余原料为纯度99.99％以上的金属颗粒，平均粒径为1～3mm。

按上述方案，步骤2)所述高纯度酒精体积含量≥99.7％。

本发明步骤5)熔炼过程先升高炉温，达到高硅铝合金液相线(如图1所示)以上100～150℃，随后对样品进行匀质处理，晃动坩埚，以促进石墨烯和合金元素均匀分布，最后将熔液温度降到690±5℃，低于镁的沸点，避免了镁元素的挥发。

本发明采用铝箔包裹石墨烯的方法，借助石墨烯与酒精之间相似相溶的特性，这种方法的作用在于：一方面有效束缚了石墨烯，避免由于石墨烯和铝基体的润湿性较差而使得在熔炼过程中因熔融液振荡大量的石墨烯溢出，确保了石墨烯有效加入；另一方面石墨烯溶于酒精更易分散，避免了铸造过程中石墨烯的大量团聚现象；另外，固态疏松石墨烯溶于酒精后体积大幅减小，方便进行实验操作。

本发明的石墨烯增强过共晶铝硅合金指标如下：硬度100～110HV，抗拉强度108～144MPa，屈服强度115～132MPa，伸长率0.30～0.49％，电导率15.4～16.MS/m，适用于航天航空、交通运输、机械加工等，尤其是在汽车行业能够得到广泛的应用。

如何在低成本条件下有效控制Al-Si系铸造铝合金中初晶相的微观形貌以及共晶组织、杂质相的晶粒形态与尺寸分布是提高其综合力学性能的核心问题。本发明合金中各个主要组分的功能如下：

Si是改善合金流动性的主要成分，另外，硅还可以改善抗拉强度、硬度以及切削性能。按合金中Si含量的多少，铸造铝硅合金可分为三类：亚共晶(Si<10％)，共晶(Si 11～13％)，过共晶(16～26％)铝硅合金。常用的过共晶铸造铝硅合金一般比共晶合金有更好的流动性，但是Si含量过大反而会降低合金的流动性，本发明优选的Si含量为18.0～20.0wt.％。

Mg是铝硅合金中主要的强化元素，在热处理后形成弥散分布的Mg₂Si会显著提高合金的抗拉强度，但是为了保证合金塑性，其加入量通常不超过1wt.％。根据图1所示，Al-Si相图的共晶温度为550℃，该温度下(Al)能溶解的Mg为0.0～0.7wt.％，本发明优选的Mg用量为0.45～0.7wt.％。

石墨烯具有高比表面积和突出的导电导热性能，强度高达1.01Tpa，是结构钢的100倍，但密度却不到其五分之一。本发明利用石墨烯轻质高强的优良性能，通过石墨烯与铝基体的良好复合，有效提升合金的力学性能。同时，由于石墨烯能够在铝基体内形成短程通道，对合金的导电性能也有一定程度的改良。

微量的Zr在铝合金中和铝形成Al₃Zr，可以阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒。同时，Zr元素还能够细化铸造组织，本发明优选的Zr添加量为0.1～0.3wt.％。

本发明的有益效果在于：1、本发明提供的石墨烯增强过共晶铝硅合金中石墨烯的含量远远低于现有石墨烯复合铝合金的石墨烯含量，不仅降低了成本，而且所得石墨烯增强过共晶铝硅合金综合力学性能有显著改善(石墨烯含量为0.003wt.％时，锆元素含量为0.1％时，过共晶铝硅合金的抗拉强度达到150±3MPa，屈服强度达到132±3MPa，伸长率达到0.49±0.1％，相比于未加石墨烯及锆元素时分别提高8.7％、1％和11％；石墨烯含量为0.007wt.％时，锆元素含量为0.1％时，具有最高的硬度，可达111±3HV，相比于未加石墨烯时提高18％；石墨烯含量为0.009wt.％时具有最高的电导率，可达16.0±0.1MS/m，相比于未加石墨烯及锆元素时提高5％；综合来说，石墨烯含量为0.003wt.％，锆元素含量为0.1％时的过共晶铝硅合金具有最佳的综合力学性能以及良好的电导性能)，拓宽了该合金在工业领域的应用。2、本发明采用酒精溶解石墨烯黏附在铝箔上制备过共晶铝硅合金的方法改善了石墨烯与铝合金熔体的润湿性，避免了石墨烯的二次团聚现象，并将石墨烯包裹于铝箔中再放置于合金原料中心进行熔炼浇铸，铸造过程中使用惰性气体氩气保护，采用上述方案避免了金属及石墨烯的氧化，实现了石墨烯和铝合金基体形成良好的结合，并且能过显著减小铸造孔洞的产生，促进了石墨烯在铝合金熔体中弥散分布，准确控制合金成分，大幅度提升合金铸造性能。

附图说明

图1为Al-Si相图；

图2为本发明对比例1与实施例1～5制备的过共晶铝硅合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率随石墨烯含量的变化图；

图3为对比例1与实施例1～5制备的过共晶铝硅合金的硬度、电导率随石墨烯含量的变化图；

图4为对比例1制备的锆元素含量为0.1wt.％的过共晶铝硅合金和对比例2制备的未添加锆元素的铝硅合金的微观组织形貌图；

图5为对比例1与实施例1～5制备的过共晶铝硅合金的微观组织形貌图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明对比例及实施例所用铝粒为

的颗粒，纯度为99.95％；所用硅粒平均粒径为1-6mm，纯度为99.95％；所述镁粒为

的颗粒，纯度为99.99％；所用石墨烯为多层石墨烯；所用的锆粒为

的颗粒，纯度为99.99％；其余原料纯度为99.99％，平均粒径为1～3mm。

对比例1

本对比例拟制备70g的锆改性过共晶铝硅合金，其中锆添加量为0.1wt.％，其他原料重量百分比分别为：硅19.0wt.％、镁0.58wt.％、锌0.03wt.％、锰0.02wt.％、钛0.02wt.％、铍0.01wt.％、锡0.03wt.％、铅0.02wt.％，铝余量；具体步骤如下：

步骤1：按重量百分比称取各原料，准备铝粒、铝箔、硅粒、镁粒、锆粒、锌粒、锰粒、钛粒、铍粒、锡粒、铅粒；

步骤2：将原料放入坩埚中：在坩埚底部铺一层铝粒，铝粒完全覆盖坩埚底部无缝隙，其用量为铝粒总量的四分之一到三分之一，随后将除铝粒以外的其他原料加入坩埚中，然后再放入锆粒，之后将剩余的铝粒铺入坩埚内，使铝粒完全覆盖其他原料；

步骤3：将坩埚置于感应熔炼炉内，关闭感应熔炼炉炉门，开启真空泵抽离炉体中空气，随后充入高纯Ar气进行洗气，继续抽真空到50Pa，充入惰性气体Ar气做保护气氛，气压为500Pa；

步骤4：打开熔炼炉电源，分阶段升温开始熔炼合金，熔炼过程如下：用315A电流加热240s，使炉温缓慢升温至780±5℃保持电流大小不变，晃动坩埚90s，晃动幅度为中轴线正负15°做钟摆运动，晃动频率为60次/min，然后将电流降低至280A，使炉温达到690±5℃，晃动坩埚60s，晃动幅度为中轴线正负15°做钟摆运动，晃动频率为60次/min，最后关闭电源，将合金熔液浇铸到石墨模具中冷却；

步骤5：浇铸完成后，采用真空泵抽出炉内高温气体，抽真空时间为40s，之后充入室温氩气，600s后开炉取样得到石墨烯增强过共晶铝硅合金。

本实施例所得锆改性过共晶铝硅合金的性能为：硬度为105±3HV，抗拉强度为137±3MPa，屈服强度为130±3MPa，伸长率为0.42±0.3％，电导率为15.4±0.1MS/m。其显微组织如如图4(a)及5(a)所示。

对比例2

本对比例拟制备70g的过共晶铝硅合金，其原料及重量百分比为：硅19.0wt.％、镁0.58wt.％、锌0.03wt.％、锰0.02wt.％、钛0.02wt.％、铍0.01wt.％、锡0.03wt.％、铅0.02wt.％，铝余量；具体制备步骤如下：

步骤1：按重量百分比称取各原料，准备铝粒、硅粒、镁粒、锌粒、锰粒、钛粒、铍粒、锡粒、铅粒；

步骤2：将原料放入坩埚中：在坩埚底部铺一层铝粒，铝粒完全覆盖坩埚底部无缝隙，其用量为铝粒总量的四分之一到三分之一，随后将除铝粒以外的其他原料加入坩埚中，之后将剩余的铝粒铺入坩埚内，使铝粒完全覆盖其他原料；

经测试，本对比例所得石墨烯增强过共晶铝硅合金的性能为：硬度为94±3HV，抗拉强度为138±3MPa，屈服强度为131±3MPa，伸长率为0.44±0.1％，电导率为15.3±0.1MS/m。其显微组织如图4(b)所示。

通过对比例1和对比例2对比可以看出，对比例1经过锆改性后的过共晶铝合金的硬度有明显的提升，相比于对比例2提升了12％。与此同时，锆元素改性过后的过共晶铝合金屈服强度、抗拉强度基本没有变化，但是其延伸率和电导率略有下降。由此可见锆元素的添加能够比较显著的提升过共晶铝合金的硬度，但是对于材料的塑性及导电性存在一定的有害作用。

如图4所示为对比例1制备的锆元素含量为0.1wt.％的过共晶铝硅合金(a)和对比例2制备的未添加锆元素的铝硅合金(b)的微观组织形貌图，从显微相组织结构可以看出，锆元素的添加，能够有效地细化合金铸造组织，尤其对该合金共晶硅相的细化效果尤为明显。在软质铝基体内部弥散分布更多更细小的硬质硅相，导致材料的硬度相比于未改性的过共晶铝合金有显著的提升，同时，由于硬质硅相的整体分布状态并没有发生比较明显的改变，材料内部的硬质硅相聚集区并没有得到改善，在外力作用下该区域更易于发生应力集中，导致材料的延伸率依旧没有得到改善。

实施例1

本实施例拟制备70g的石墨烯增强过共晶铝硅合金，其中石墨烯添加量0.001wt.％，锆添加量为0.1wt.％，其他原料的质量百分比分别为：硅19.0wt.％、镁0.58wt.％、锌0.03wt.％、锰0.02wt.％、钛0.02wt.％、铍0.01wt.％、锡0.03wt.％、铅0.02wt.％，铝余量；具体步骤如下：

步骤1：按重量百分比称取各原料，准备铝粒、铝箔、硅粒、镁粒、石墨烯、锆粒、锌粒、锰粒、钛粒、铍粒、锡粒、铅粒；

步骤2：将石墨烯平铺于铝箔(厚0.1mm，5cm×5cm)之上，滴加高纯度酒精(体积含量≥99.7％)，直到全部石墨烯浸湿充分黏附于铝箔表面，将铝箔折叠包裹住石墨烯，得到黏附石墨烯的铝箔，将其置于烘箱充分干燥；

步骤3：将原料放入坩埚中：在坩埚底部铺一层铝粒，铝粒完全覆盖坩埚底部无缝隙，其用量为铝粒总量的四分之一到三分之一，接着放入步骤2)所得黏附石墨烯的铝箔，随后将除铝粒以外的其他原料加入坩埚中，之后将剩余的铝粒铺入坩埚内，使铝粒完全覆盖其他原料；

步骤4：将坩埚置于感应熔炼炉内，关闭感应熔炼炉炉门，开启真空泵抽离炉体中空气，随后充入高纯Ar气进行洗气，继续抽真空到50Pa，充入惰性气体Ar气做保护气氛，气压为500Pa；

步骤5：打开熔炼炉电源，分阶段升温开始熔炼合金，熔炼过程如下：用315A电流加热240s，使炉温缓慢升温至780±5℃保持电流大小不变，晃动坩埚90s，晃动幅度为中轴线正负15°做钟摆运动，晃动频率为60次/min，然后将电流降低至280A，使炉温达到690±5℃，晃动坩埚60s，晃动幅度为中轴线正负15°做钟摆运动，晃动频率为60次/min，最后关闭电源，将合金熔液浇铸到石墨模具中冷却；

步骤6：浇铸完成后，采用真空泵抽出炉内高温气体，抽真空时间为45s，之后充入室温氩气，600s后开炉取样得到石墨烯增强过共晶铝硅合金。

经测试，本实施例所得石墨烯增强过共晶铝硅合金的性能为：硬度为108±3HV，抗拉强度为144±3MPa，屈服强度为131±3MPa，伸长率为0.42±0.1％，电导率为15.9±0.1MS/m。

本实施例所得过共晶铝硅合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率如图2所示，其硬度及电导率如图3所示，其显微组织如图5(b)所示。

实施例2

本实施例拟制备70g的石墨烯增强过共晶铝硅合金，其中石墨烯添加量0.003wt.％，锆添加量为0.1wt.％，其他原料的质量百分比分别为：硅19.0wt.％、镁0.58wt.％、锌0.03wt.％、锰0.02wt.％、钛0.02wt.％、铍0.01wt.％、锡0.03wt.％、铅0.02wt.％，铝余量；具体步骤如下：

步骤2：将石墨烯平铺于铝箔(厚0.1mm，5cm×5cm)之上，滴加高纯度酒精(体积含量≥99.7％)，直到全部石墨烯充分黏附于铝箔表面，将铝箔折叠包裹住石墨烯，得到黏附石墨烯的铝箔，将其置于烘箱充分干燥；

经测试，本实施例所得石墨烯增强过共晶铝硅合金的性能为：硬度为102±3HV，抗拉强度为150±3MPa，屈服强度为132±3MPa，伸长率为0.49±0.1％，电导率为15.6±0.1MS/m。

本实施例所得过共晶铝硅合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率如图2所示，其硬度及电导率如图3所示，其显微组织如图5(c)所示。

实施例3

本实施例拟制备70g的石墨烯增强过共晶铝硅合金，其中石墨烯添加量0.005wt.％，锆添加量为0.1wt.％，其他原料的质量百分比分别为：硅19.0wt.％、镁0.58wt.％、锌0.03wt.％、锰0.02wt.％、钛0.02wt.％、铍0.01wt.％、锡0.03wt.％、铅0.02wt.％，铝余量；具体步骤如下：

经测试，本实施例所得石墨烯增强过共晶铝硅合金的性能为：硬度为102±3HV，抗拉强度为134±3MPa，屈服强度为126±3MPa，伸长率为0.46±0.1％，电导率为15.4±0.1MS/m。

本实施例所得过共晶铝硅合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率如图2所示，其硬度及电导率如图3所示，其显微组织如图5(d)所示。

实施例4

本实施例拟制备70g的石墨烯增强过共晶铝硅合金，其中石墨烯添加量0.007wt.％，锆添加量为0.1wt.％，其他原料的质量百分比分别为：硅19.0wt.％、镁0.58wt.％、锌0.03wt.％、锰0.02wt.％、钛0.02wt.％、铍0.01wt.％、锡0.03wt.％、铅0.02wt.％，铝余量；具体步骤如下：

经测试，本实施例所得石墨烯增强过共晶铝硅合金的性能为：硬度为111±3HV，抗拉强度为117±3MPa，屈服强度为118±3MPa，伸长率为0.31±0.1％，电导率为15.4±0.1MS/m。

本实施例所得过共晶铝硅合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率如图2所示，其硬度及电导率如图3所示，其显微组织如图5(e)所示。

实施例5

本实施例拟制备70g的石墨烯增强过共晶铝硅合金，其中石墨烯添加量0.009wt.％，锆添加量为0.1wt.％，其他原料的质量百分比分别为：硅19.0wt.％、镁0.58wt.％、锌0.03wt.％、锰0.02wt.％、钛0.02wt.％、铍0.01wt.％、锡0.03wt.％、铅0.02wt.％，铝余量；具体步骤如下：

经测试，本实施例所得石墨烯增强过共晶铝硅合金的性能为：硬度为100±3HV，抗拉强度为108±3MPa，屈服强度为115±3MPa，伸长率为0.30±0.1％，电导率为16.0±0.1MS/m。

本实施例所得过共晶铝硅合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率如图2所示，其硬度及电导率如图3所示，其显微组织如图5(f)所示。

如图2所示为本发明对比例1与实施例1～5制备的过共晶铝硅合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率随石墨烯含量的变化图，可看出，石墨烯含量为0.003wt.％，锆含量为0.1wt.％时，过共晶铝硅合金的抗拉强度达到150±3MPa，屈服强度达到132±3MPa，伸长率达到0.49±0.1％，相比于未加石墨烯与锆时分别提高8.7％、1％和11％。

如图3所示为对比例1与实施例1～5制备的过共晶铝硅合金的硬度、电导率随石墨烯含量的变化图，由图可知，石墨烯含量为0.007wt.％，锆含量为0.1wt.％时合金材料具有最高的硬度，可达111±3HV，相比于未加石墨烯及锆时提高18％；石墨烯含量为0.009wt.％，锆含量为0.1wt.％时具有最高的电导率，可达16.0±0.1MS/m，相比于未加石墨烯与锆时提高5％。

综合图2及图3，石墨烯添加量为0.003wt.％时，锆添加量为0.1wt.％的过共晶铝硅合金具有最佳的综合力学性能以及良好的电导性能。其抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度以及电导率分别为150±3MPa、132±3MPa、0.49±0.1％、102±3HV以及15.6±0.1MS/m，相比于未加石墨烯及锆时分别提升了8.7％、1％、11％、8.6％以及2.0％，同时相比于只添加锆元素改性时，不仅能够在其基础上更进一步提升过共晶铝合金的硬度，同时能够弥补只添加锆元素改性时合金抗拉强度及屈服强度没有提升而且延伸率略有下降的问题。

如图5所示为对比例1与实施例1～5制备的过共晶铝硅合金的微观组织形貌图，从显微金相组织结构可以看出，石墨烯及锆的加入，使得初晶硅的分布变得更加均匀，形貌由粗大的多边角形块状或板状变为较细小的多边角形块状或板状，改善了过共晶铝硅合金的组织形貌，进而改善了材料的综合力学性能，其中抗拉强度的延展性能的提高尤为突出，同时石墨烯的加入也能够提升材料的导电性能，拓宽了该合金在工业领域的应用。

Claims

1.一种石墨烯增强过共晶铝硅合金，其特征在于，所述石墨烯增强过共晶铝硅合金按质量百分比计的化学组分为：Si 18.0～20.0％，Mg 0.45～0.70％，石墨烯0.001～0.009％，Zr 0.1～0.3％，Zn≤0.2％，Mn≤0.1％，Ti≤0.1％，Be≤0.1％，Sn≤0.05％，Pb≤0.1％；未指定的其它杂质元素：每种≤0.03％，杂质元素合计≤0.10％，余量为Al。

2.根据权利要求1所述的石墨烯增强过共晶铝硅合金，其特征在于，所述铝合金按质量百分比计的化学组分为：Si 19.0％，Mg 0.58％，石墨烯0.003％，Zr 0.1％，Zn 0.03％，Mn0.02％，Ti 0.02％，Be 0.01％，Sn 0.03％，Pb 0.02％，未指定的其它杂质元素：每种≤0.03％，杂质元素合计≤0.10％，铝余量。

3.一种权利要求1或2所述的石墨烯增强过共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

4.根据权利要求3所述的石墨烯增强过共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于，步骤1)所述铝粒平均粒径为1～6mm，纯度为99.95％以上；所述硅粒平均粒径为1～6mm，纯度为99.95％以上；所述镁粒平均粒径为1～6mm，纯度为99.99％以上；所述石墨烯为多层石墨烯；其余原料为纯度99.99％以上的金属颗粒，平均粒径为1～3mm。

5.根据权利要求3所述的石墨烯增强过共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于，步骤2)所述高纯度酒精体积含量≥99.7％。