CN115704069B - 四元铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种四元铝合金，含有质量百分比含量为1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al。本发明还提供一种四元铝合金的制备方法。本发明的四元铝合金具有较佳的屈服强度、抗拉强度、及延伸率。

Description

四元铝合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种四元铝合金，和该四元铝合金的制备方法。
背景技术
目前，铝合金建筑模板主要以挤压型材为主，挤压成型的铝合金建筑模板具有断面多、易变形、及生产效率低等缺点。在使用时，需通过焊接将若干铝合金建筑模板连接起来，较多的焊点还会导致连接于一起的铝合金建筑模板具有整体性差、易变形、需矫正、易损坏、周转次数低、及成本高等缺点。压铸成型的铝合金具有断面少、不易变形、生产效率高、成本低、整体性佳、不易损坏、及周转次数高等优点，可用于制作建筑模板。然而，现有的压铸铝合金的延伸率(通常只有3～5％)、屈服强度(通常小于145Mpa)、及抗拉强度(通常小于280Mpa)均较低，从而限制了压铸铝合金于建筑领域的应用。
申请内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种四元铝合金，旨在解决现有的铝合金的延伸率、屈服强度、及抗拉强度较低的问题。
本发明提供的四元铝合金含有质量百分比含量为1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al。
在至少一实施例中，满足以下条件的至少一种：
所述Fe的质量百分比含量为1.4～1.8％；
所述Mg的质量百分比含量为5.6～6％；
所述Zn的质量百分比含量为1.2～3％；
所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.05～0.08％的Si；
所述四元铝合金还含有质量百分比含量小于1％的杂质，其中，单种杂质的质量百分比含量小于0.1％。
在至少一实施例中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.02％的B。
在至少一实施例中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.005％的C。
本发明还提供一种四元铝合金的制备方法，包括以下步骤：
提供Fe、Mg、Zn、及Al；
对所述Al进行加热处理，获得铝液；
调节所述铝液的温度为750～820℃，向所述铝液中加入Fe，获得第一混合液；
调节所述第一混合液的温度为720～740℃，向所述第一混合液中加入Mg和Zn，获得第二混合液；及
对所述第二混合液进行压铸处理，得到所述四元铝合金，其中，所述四元铝合金含有质量百分比含量为1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al。
在至少一实施例中，满足以下条件的至少一种：
所述Fe的质量百分比含量为1.4～1.8％；
所述Mg的质量百分比含量为5.6～6％；
所述Zn的质量百分比含量为1.2～3％；
所述四元铝合金还含有质量百分比含量小于1％的杂质，其中，单种杂质的质量百分比含量小于0.1％。
在至少一实施例中，满足以下条件的至少一种：
所述加热处理的温度为800～850℃；
所述获得第二混合液后，所述压铸处理前，所述四元铝合金的制备方法还包括对第二混合液进行扒渣处理的步骤；
所述获得第二混合液后，所述压铸处理前，所述四元铝合金的制备方法还包括向用于容纳第二混合液的熔炉中通入混合气体的步骤，所述混合气体为六氟化硫和氮气，所述六氟化硫的流量为3～5mL/min，所述氮气的流量为5～8mL/min；
所述获得第二混合液后，所述压铸处理前，所述四元铝合金的制备方法还包括对第二混合液的组分及组分含量进行检测的步骤，其中，所述组分及组分含量的检测要求为：Fe的质量百分比含量为1～2％、Mg的质量百分比含量为4.6～6.5％、Zn的质量百分比含量为1.2～4.5％、Al的质量百分比含量为88.9～92.3％；
所述压铸处理的温度为670～710℃，低速射出速度为0.23～0.3m/s，高速压射速度为2～2.5m/s。
在至少一实施例中，所述获得第一混合液后，所述调节所述第一混合液的温度为720～740℃，向所述第一混合液中加入Mg和Zn前，所述四元铝合金的制备方法还包括以下步骤：
调节所述第一混合液的温度为740～780℃，向所述第一混合液中加入Si，其中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.05～0.08％的Si。
在至少一实施例中，所述获得第二混合液后，所述对所述第二混合液进行压铸处理前，所述四元铝合金的制备方法还包括以下步骤：
调节所述第二混合液的温度为700～730℃，向所述第二混合液中加入细化剂，其中，所述细化剂为铝钛硼和/或铝钛碳。
在至少一实施例中，所述细化剂为铝钛硼时，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.02％的B；或
所述细化剂为铝钛碳时，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.005％的C；或
所述细化剂为铝钛硼和铝钛碳时，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.09％的Ti、质量百分比含量为0.001～0.02％的B、及质量百分比含量为0.001～0.005％的C。
本发明技术方案中，所述四元铝合金含有质量百分比含量为1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al。铝合金的延伸率会随着屈服强度的增加而降低，为了使本发明的四元铝合金同时具有较佳的屈服强度、抗拉强度、及延伸率，本发明将Mg的质量百分比含量设置为4.6～6.5％，将Zn的质量百分比含量设置为1.2～4.5％，来获得屈服强度、抗拉强度、及延伸率均较佳的铝合金。经测试，本发明的铝合金在含有四种主要元素(不计质量百分比含量在0.1％以下的组分)的情况下，屈服强度可达到158MPa以上，抗拉强度能够可达到298MPa以上，延伸率可达到9.3％以上。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明实施例提供一种四元铝合金。所述四元铝合金含有质量百分比含量为1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al。
在至少一实施例中，所述Fe的质量百分比含量可为1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、或2％。
在一优选实施例中，所述Fe的质量百分比含量为1.4～1.8％。
在至少一实施例中，所述Mg的质量百分比含量可为4.6％、4.8％、5％、5.2％、5.4％、5.6％、5.8％、6％、6.2％、6.4％、或6.5％。
在一优选实施例中，所述Mg的质量百分比含量为5.6～6％。
在至少一实施例中，所述Zn的质量百分比含量可为1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、4.2％、4.4％、或4.5％。
在一优选实施例中，所述Zn的质量百分比含量为1.2～3％。
在至少一实施例中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量小于1％的杂质，其中，单种杂质的质量百分比含量小于0.1％。
本发明技术方案中，所述四元铝合金含有质量百分比含量为1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al。铝合金的延伸率会随着屈服强度的增加而降低，为了使本发明的四元铝合金同时具有较佳的屈服强度、抗拉强度、及延伸率，本发明将Mg的质量百分比含量设置为4.6～6.5％，将Zn的质量百分比含量设置为1.2～4.5％，来获得屈服强度、抗拉强度、及延伸率均较佳的铝合金。经测试，本发明的铝合金在含有四种主要元素(不计质量百分比含量在0.1％以下的组分)的情况下，屈服强度可达到158MPa以上，抗拉强度能够可达到298MPa以上，延伸率可达到9.3％以上。显然，本发明的四元铝合金可用作铝合金建筑模板、电子设备中板及外壳等。
所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.05～0.08％的Si。
在至少一实施例中，所述Si的质量百分比含量可为0.05％、0.06％、0.07％、或0.08％。
本发明技术方案中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.05～0.08％的Si，Si不仅可改善铝合金的铸造性能，还能提高所述四元铝合金的抗蚀性。
所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.02％的B。
可以理解的，可通过向所述四元铝合金中加入细化剂的方式来使所述四元铝合金还含有Ti和B。
在至少一实施例中，所述Ti的质量百分比含量可为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、或0.05％。
在至少一实施例中，所述B的质量百分比含量可为0.001％、0.002％、0.004％、0.006％、0.008％、0.01％、0.012％、0.014％、0.016％、0.018％、或0.02％。
本发明技术方案中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.02％的B，所述Ti和B可细化不仅可改善四元铝合金的表面质量，还可有效地提高四元铝合金的屈服强度和延伸率。
所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.005％的C。
可以理解的，可通过向所述四元铝合金中加入细化剂的方式来使所述四元铝合金还含有Ti和C。
在至少一实施例中，所述Ti的质量百分比含量可为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、或0.05％。
在至少一实施例中，所述C的质量百分比含量可为0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、或0.005％。
本发明技术方案中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.005％的C，所述Ti和C可细化不仅可改善四元铝合金的表面质量，还可有效地提高四元铝合金的屈服强度和延伸率。
本发明实施例还提供一种四元铝合金的制备方法，包括以下步骤：
提供Fe、Mg、Zn、及Al；
对所述Al进行加热处理，获得铝液；
调节所述铝液的温度为750～820℃，向所述铝液中加入Fe，获得第一混合液；
调节所述第一混合液的温度为720～740℃，向所述第一混合液中加入Mg和Zn，获得第二混合液；及
对所述第二混合液进行压铸处理，得到所述四元铝合金，其中，所述四元铝合金含有质量百分比含量为1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al。
在至少一实施例中，所述Fe的质量百分比含量可为1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、或2％。
在一优选实施例中，所述Fe的质量百分比含量为1.4～1.8％。
在至少一实施例中，所述Mg的质量百分比含量可为4.6％、4.8％、5％、5.2％、5.4％、5.6％、5.8％、6％、6.2％、6.4％、或6.5％。
在一优选实施例中，所述Mg的质量百分比含量为5.6～6％。
在至少一实施例中，所述Zn的质量百分比含量可为1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、4.2％、4.4％、或4.5％。
在一优选实施例中，所述Zn的质量百分比含量为1.2～3％。
在至少一实施例中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量小于1％的杂质，其中，单种杂质的质量百分比含量小于0.1％。
在至少一实施例中，所述加热处理的温度为800～850℃。可将铝锭(通常含有Si，质量百分比含量为0.03～0.08％)加入至冶炼炉或熔炉中进行加热处理，完全熔融后，获得铝液。
在至少一实施例中，本发明所用的Fe、Mg、Zn可为废镁、废铁、废锌。
在至少一实施例中，所述压铸处理的温度为670～710℃，低速射出速度为0.23～0.3m/s，高速压射速度为2～2.5m/s。
在至少一实施例中，所述压铸处理的模具为符合铝合金标准(GB/T13822-2017)的压铸试样模具。
本发明技术方案中，可在适合的温度下向铝液中加入Fe、Mg、及Zn，获得四元铝合金。所述四元铝合金含有质量百分比含量为1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al。铝合金的延伸率会随着屈服强度的增加而降低，为了使本发明的四元铝合金同时具有较佳的屈服强度、抗拉强度、及延伸率，本发明将Mg的质量百分比含量设置为4.6～6.5％，将Zn的质量百分比含量设置为1.2～4.5％，来获得屈服强度、抗拉强度、及延伸率均较佳的铝合金。经测试，本发明的铝合金在含有四种主要元素(不计质量百分比含量在0.1％以下的组分)的情况下，屈服强度可达到158MPa以上，抗拉强度能够可达到298MPa以上，延伸率可达到9.3％以上。显然，本发明的四元铝合金可用作铝合金建筑模板、电子设备中板及外壳等。
所述获得第二混合液后，所述压铸处理前，所述四元铝合金的制备方法还包括以下步骤：
当Mg及Zn完全熔融后，调节所述第二混合液的温度为670～710℃，搅拌均匀后，对第二混合液进行扒渣处理；及
对经扒渣处理后的第二混合液的组分及组分含量进行检测；
当所述第二混合液的组分及组分含量合格时，向用于容纳第二混合液的熔炉中通入混合气体，所述混合气体为六氟化硫和氮气，所述六氟化硫的流量为3～5mL/min，所述氮气的流量为5～8mL/min；及
对所述第二混合液进行压铸处理。
在至少一实施例中，当所述第二混合液的组分及组分含量不合格时，向所述第二混合液中加入适当含量的Fe、Mg、Zn、或Al，再次检测，直至所述第二混合液的组分及组分含量合格。
在至少一实施例中，所述组分及组分含量的检测要求为：Fe的质量百分比含量为1～2％、Mg的质量百分比含量为4.6～6.5％、Zn的质量百分比含量为1.2～4.5％、Al的质量百分比含量为88.9～92.3％。
在至少一实施例中，所述组分及组分含量的检测要求还包括：杂质的总质量百分比含量小于1％，单种杂质的质量百分比含量小于0.1％。
在至少一实施例中，所述六氟化硫和氮气的密度大于空气的密度，将所述六氟化硫和氮气通入熔炉中时，所述六氟化硫和氮气可覆盖于第二混合液的表面，防止Mg被烧蚀。避免采用有害物质如铍等加入到混合液中来起到防烧蚀的作用，从而使制得的四元铝合金不会污染环境，也不会对人体造成损伤。
可以理解的，当需要向熔炉中通入气体时，可滑动熔炉的炉盖以打开熔炉；当通入气体后，可滑动炉盖以盖住熔炉。当需要对第二混合液进行压铸处理时，可滑动炉盖以打开熔炉，当不需要进行压铸处理时，可滑动炉盖以盖住熔炉。当需要对向熔炉中加入原料时，可滑动炉盖以打开熔炉，当不需要向熔炉中加入原料时，可滑动炉盖以盖住熔炉。当压铸处理完成时，可停止通入所述混合气体。
通过压铸的方式成型铝合金，可使本发明的四元铝合金具有断面少、不易变形、不需矫正、生产效率高、成本低、整体性佳、不易损坏、及周转次数高等优点。
本发明技术方案中，可对所述第二混合液进行扒渣处理，以除去杂质。还可对经扒渣处理后的第二混合液的组分及组分含量进行检测，当所述第二混合液的组分及组分含量合格时，向用于容纳第二混合液的熔炉中通入混合气体，以防止Mg被烧蚀。对所述第二混合液进行压铸处理，制得的四元铝合金具有较佳的屈服强度、抗拉强度、及延伸率均较佳的铝合金。
所述获得第一混合液后，所述调节所述第一混合液的温度为720～740℃，向所述第一混合液中加入Mg和Zn前，所述四元铝合金的制备方法还包括以下步骤：
调节所述第一混合液的温度为740～780℃，向所述第一混合液中加入Si，其中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.05～0.08％的Si。
在至少一实施例中，所述Si的质量百分比含量可为0.05％、0.06％、0.07％、或0.08％。
本发明技术方案中，还可向所述第一混合液中加入Si，Si不仅可改善铝合金的铸造性能，还能提高所述四元铝合金的抗蚀性。
所述获得第二混合液后，所述对所述第二混合液进行压铸处理前，所述四元铝合金的制备方法还包括以下步骤：
调节所述第二混合液的温度为700～730℃，向所述第二混合液中加入细化剂，其中，所述细化剂为铝钛硼和/或铝钛碳。
可以理解的，当铝合金原料中存在稀土RE时，稀土RE在高温环境下会与铝钛硼和铝钛碳细化剂中的C、B反应生成REC2、RE2C3、REC、RE2C、RE3C、RE4C、RESi2、REB4、REB6等，导致细化剂失效。稀土RE还会与铝合金原料中的Si反应生成RESi2，也会导致细化剂失效。另外，铝钛硼和铝钛碳细化剂还会与Al反应生成TiAl3，TiAl3会与铝合金原料中的Si和Zr反应，生成有害相，从而降低铝合金中的TiAl3含量，进而导致复合形核时效和“细化中毒”。
在至少一实施例中，所述细化剂为铝钛硼时，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.02％的B。例如，所述Ti的质量百分比含量可为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、或0.05％；所述B的质量百分比含量可为0.001％、0.002％、0.004％、0.006％、0.008％、0.01％、0.012％、0.014％、0.016％、0.018％、或0.02％。
在至少一实施例中，所述细化剂为铝钛碳时，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.005％的C。例如，所述Ti的质量百分比含量可为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、或0.05％；所述C的质量百分比含量可为0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、或0.005％。
在至少一实施例中，所述细化剂为铝钛硼和铝钛碳时，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.09％的Ti、质量百分比含量为0.001～0.02％的B、及质量百分比含量为0.001～0.005％的C。例如，所述Ti的质量百分比含量可为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、或0.09％；所述B的质量百分比含量可为0.001％、0.002％、0.004％、0.006％、0.008％、0.01％、0.012％、0.014％、0.016％、0.018％、或0.02％；所述C的质量百分比含量可为0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、或0.005％。
对比例一
实施例一的铝合金含有质量百分比含量为1.69％的Fe、质量百分比含量为5.84％的Mg、及质量百分比含量为92.47％的Al。
表一对比例一的铝合金的性能测试结果
抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％
第一次测试 284 147 11
第二次测试 284 145 11.2
第三次测试 285 146 11.9
平均值 284 146 11.4
未向对比例一的铝合金中添加Zn，对比例一的铝合金的抗拉强度和屈服强度与现有的压铸铝合金的抗拉强度和屈服强度相当。但对比例一的铝合金的延伸率大于现有的压铸铝合金的延伸率。
对比例二
对比例二的铝合金含有质量百分比含量为1.65％的Fe、质量百分比含量为5.89％的Mg、质量百分比含量为0.994％的Zn、及质量百分比含量为91.466％的Al。
表二对比例二的铝合金的性能测试结果
向对比例二的铝合金中加入了Zn，且铝合金中Zn的质量百分比含量小于1.2％。由于对比例二的铝合金中含有Zn，使得对比例二的铝合金的抗拉强度和屈服强度优于对比例一的铝合金的抗拉强度和屈服强度。然而，对比例二的铝合金的延伸率低于对比例一的铝合金的延伸率。
实施例一
实施例一的四元铝合金含有质量百分比含量为1.48％的Fe、质量百分比含量为5.57％的Mg、质量百分比含量为1.9％的Zn、及质量百分比含量为91.05％的Al。
表三实施例一的四元铝合金的性能测试结果
抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％
第一次测试 297 159 9.3
第二次测试 304 158 10.8
第三次测试 294 161 9.6
平均值 298 159 9.9
实施例一的四元铝合金中加入了Zn，且四元铝合金中Zn的质量百分比含量大于1.2％。经测试，实施例一的四元铝合金的抗拉强度和屈服强度明显优于对比例一和二的铝合金的抗拉强度和屈服强度。同时，实施例一的四元铝合金的延伸率降低，低于对比例一和二的铝合金的延伸率。
实施例二
实施例二的四元铝合金含有质量百分比含量为1.69％的Fe、质量百分比含量为5.84％的Mg、质量百分比含量为3.04％的Zn、及质量百分比含量为89.43％的Al。
表四实施例二的四元铝合金的性能测试结果
抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％
第一次测试 311 172 9.6
第二次测试 307 172 9.8
第三次测试 303 171 9.7
平均值 307 172 9.7
实施例二的四元铝合金中加入了Zn，且四元铝合金中Zn的质量百分比含量约为3％。经测试，实施例二的四元铝合金的抗拉强度和屈服强度明显优于对比例一和二的铝合金的抗拉强度和屈服强度。同时，实施例二的四元铝合金的延伸率降低，低于对比例一和二的铝合金的延伸率。
实施例三
实施例三的四元铝合金含有质量百分比含量为1.67％的Fe、质量百分比含量为5.78％的Mg、质量百分比含量为3.42％的Zn、质量百分比含量为0.015％的Ti、质量百分比含量为0.0018％的B、及质量百分比含量为89.1132％的Al。
实施例三的Al元素的原料可为铝锭，可向铝锭中加入AlTi5B1细化剂，来细化铝合金。100Kg铝锭中可加入150gAlTi5B1细化剂，二者的质量比可为2000：3。由于铝锭中含有Ti，使得实施例三的Ti的质量百分比含量大于细化剂带来的Ti的质量百分比含量。
表五实施例三的四元铝合金的性能测试结果
抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％
第一次测试 325 163 12.6
第二次测试 322 167 13.3
第三次测试 318 165 11.8
平均值 322 165 12.6
实施例三的四元铝合金中加入了Mg、Zn和AlTi5B1细化剂。经测试，实施例三的四元铝合金的抗拉强度和屈服强度明显优于对比例一和二的铝合金的抗拉强度和屈服强度。同时，实施例三的四元铝合金的延伸率也明显优于对比例一和二的铝合金的延伸率。即，实施例三的四元铝合金的抗拉强度、屈服强度、及延伸率均有较大的提高，明显优于对比例一和二的铝合金的抗拉强度、屈服强度、及延伸率。这表明，在Mg、Zn、及AlTi5B1的共同作用下，打破了延伸率与屈服强度成反比(即，铝合金的屈服强度越低，延伸率越高；铝合金的屈服强度越高，延伸率越低)的技术偏见，实现了同时提高铝合金的抗拉强度、屈服强度、及延伸率的目的，取得了预料不到的技术效果。
实施例四
实施例四的四元铝合金含有质量百分比含量为1.68％的Fe、质量百分比含量为5.69％的Mg、质量百分比含量为3.45％的Zn、质量百分比含量为0.013％的Ti、质量百分比含量为0.0009％的C、及质量百分比含量为89.1661％的Al。
实施例四的Al元素的原料可为铝锭，可向铝锭中加入AlTi5C细化剂，来细化铝合金。100Kg铝锭中可加入150g AlTi5C细化剂，二者的质量比可为2000：3。由于铝锭中含有Ti，使得实施例四的Ti的质量百分比含量大于细化剂带来的Ti的质量百分比含量。
表六实施例四的四元铝合金的性能测试结果
抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％
第一次测试 321 162 12.9
第二次测试 324 165 13.7
第三次测试 319 164 13.4
平均值 321 164 13.3
实施例四的四元铝合金中加入了Mg、Zn和AlTi5C细化剂。经测试，实施例四的四元铝合金的抗拉强度和屈服强度明显优于对比例一和二的铝合金的抗拉强度和屈服强度。同时，实施例四的四元铝合金的延伸率也明显优于对比例一和二的铝合金的延伸率。即，实施例四的四元铝合金的抗拉强度、屈服强度、及延伸率均有较大的提高，明显优于对比例一和二的铝合金的抗拉强度、屈服强度、及延伸率。这表明，在Mg、Zn、及AlTi5B1的共同作用下，打破了延伸率与屈服强度成反比(即，铝合金的屈服强度越低，延伸率越高；铝合金的屈服强度越高，延伸率越低)的技术偏见，实现了同时提高铝合金的抗拉强度、屈服强度、及延伸率的目的，取得了预料不到的技术效果。
为简化表述，实施例一至四和对比例一至二未示出杂质等微量元素的含量。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书的内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种四元铝合金，其特征在于：所述四元铝合金含有质量百分比含量为
1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al，其中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti、质量百分比含量为0.001～0.02％的B和质量百分比含量为0.001～0.005％的C；所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.05～0.08％的Si。
2.根据权利要求1所述的四元铝合金，其特征在于：满足以下条件的至少一
种：
所述Fe的质量百分比含量为1.4～1.8％；
所述Mg的质量百分比含量为5.6～6％；
所述Zn的质量百分比含量为1.2～3％；
所述四元铝合金还含有质量百分比含量小于1％的杂质，其中，单种杂质的质量百分比含量小于0.1％。
3.一种四元铝合金的制备方法，包括以下步骤：
提供Fe、Mg、Zn、及Al；
对所述Al进行加热处理，获得铝液；
调节所述铝液的温度为750～820℃，向所述铝液中加入Fe，获得第一混合液；
调节所述第一混合液的温度为720～740℃，向所述第一混合液中加入Mg和Zn，获得第二混合液；及
对所述第二混合液进行压铸处理，得到所述四元铝合金，其中，所述四元铝合金含有质量百分比含量为1～2％的Fe、质量百分比含量为4.6～6.5％的Mg、质量百分比含量为1.2～4.5％的Zn、及质量百分比含量为88.9～92.3％的Al；
所述获得第二混合液后，所述对所述第二混合液进行压铸处理前，调节所述第二混合液的温度为700～730℃，向所述第二混合液中加入细化剂，其中，所述细化剂为铝钛硼和铝钛碳，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.09％的Ti、质量百分比含量为0.001～0.02％的B、及质量百分比含量为0.001～0.005％的C；
所述获得第一混合液后，所述调节所述第一混合液的温度为720～740℃，向所述第一混合液中加入Mg和Zn前，所述四元铝合金的制备方法还包括以下步骤：
调节所述第一混合液的温度为740～780℃，向所述第一混合液中加入Si，其中，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.05～0.08％的Si。
4.根据权利要求3所述的四元铝合金的制备方法，其特征在于：满足以下条件的至少一种：
所述Fe的质量百分比含量为1.4～1.8％；
所述Mg的质量百分比含量为5.6～6％；
所述Zn的质量百分比含量为1.2～3％；
所述四元铝合金还含有质量百分比含量小于1％的杂质，其中，单种杂质的质量百分比含量小于0.1％。
5.根据权利要求3所述的四元铝合金的制备方法，其特征在于：满足以下条件的至少一种：
所述加热处理的温度为800～850℃；
所述获得第二混合液后，所述压铸处理前，所述四元铝合金的制备方法还包括对第二混合液进行扒渣处理的步骤；
所述获得第二混合液后，所述压铸处理前，所述四元铝合金的制备方法还包括对第二混合液的组分及组分含量进行检测的步骤，其中，所述组分及组分含量的检测要求为：Fe的质量百分比含量为1～2％、Mg的质量百分比含量为4.6～6.5％、Zn的质量百分比含量为1.2～4.5％、Al的质量百分比含量为88.9～92.3％；
所述获得第二混合液后，所述压铸处理前，所述四元铝合金的制备方法还包括向用于容纳第二混合液的熔炉中通入混合气体的步骤，所述混合气体为六氟化硫和氮气，所述六氟化硫的流量为3～5mL/min，所述氮气的流量为5～8mL/min；
所述压铸处理的温度为670～710℃，低速射出速度为0.23～0.3m/s，高速压射速度为2～2.5m/s。
6.根据权利要求3所述的四元铝合金的制备方法，其特征在于：
所述细化剂为铝钛硼时，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.02％的B；或
所述细化剂为铝钛碳时，所述四元铝合金还含有质量百分比含量为0.01～0.05％的Ti和质量百分比含量为0.001～0.005％的C。
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