[发明专利]一种能在±125℃下使用的铸铝合金及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种能在±125℃下使用的铸铝合金及其制造方法。

背景技术：

随着航天工业的发展，人造卫星的发射和使用，载人飞船驶向太空，这要求在太空中使用于仪表上铸铝合金零部件，在冷热变化较大的情况下尺寸变化甚微，即零部件几乎不产生变形。原先采用的铝合金是经挤压或锻造工艺生产的，不仅强度达不到要求，而且易变形，而尽管也有相关介绍采用铸铝合金，但却因为强度不能达到要求而未被广泛采用。

发明内容：

针对现有技术中挤压或锻造工艺成型的铝合金易变形不能满足在正负一百多度变化温度下工作的难题，本发明的目的在于提供一种在温差变化相当大时，能保持铸铝零件尺寸稳定，保持仪表工作稳定性、可靠性、真实性的高强度铸铝合金。

本发明的另一目的在于提供一种能在±125℃下使用的铸铝合金的制造方法，以生产出符合要求的高强度铸铝合金。

本发明涉及的能在±125℃下使用的铸铝合金，主要由Al、Mg、Cr、Ti、Zn及RE元素组成，所述各成份占总质量百分比为：Zn：3～10％，Mg：0.2～3％，C r：0.01～0.5％，Ti：0.05～0.35％，RE：0.05～0.3％，Al：余量。

其中所述铸铝合金还包含微量添加元素，所述微量添加元素选自Fe、Mn、Cu、Si、B、V、Te、Zr中的一种或几种，并且所述微量添加元素总含量在1.3％以下。

其中所述微量添加元素各组成成份具体含量：Fe＜0.2％、Si＜0.3％、Mn＜0.3％、Cu＜0.1％、B＜0.1％、V＜0.1％、Te＜0.1％、Zr＜0.1％。

一种制造铸铝合金的方法，根据所述Al、Zn、Mg、Cr、Ti、RE元素的质量百分比备料，先将熔炉预热升温至600～700℃时，将Al和RE以Al-RE中间合金加入，再升温至795～805℃时，Cr以Al-Cr中间合金加入，Ti以Al-Ti中间合金加入，再熔化升温至860℃～880℃后进行搅拌，结束后Zn以纯金属加入，在加完Zn后接着加入Mg金属，再搅拌均匀后静置10～35分钟，到温后进行非接触式搅拌，再经过精炼、除渣，最后浇注成锭。

在加入纯Zn金属之前，还包括添加微量添加元素的步骤，所述微量添加元素选自Fe、Mn、Cu、Si、B、V、Te、Zr中的一种或几种，并且所述微量添加元素总含量在1.3％以下。

其中所述非接触式搅拌就是采用电磁搅拌。

采用本发明技术方案与现有技术相比，通过添加新的化学合金元素，并进行合理配置与组合，充分达到合金化程度，由于采用独特的熔炼工艺，达到合金化程度，无不良影响，在合金铸锭重熔后，浇注成铸件，经适当热处理工艺处理，力学性能优良，在正负一百多度温度变化下，膨胀系数完全达标，不产生变形，采用本发明的铸铝合金能满足性能要求，该合金使用有助于航天工业发展。

具体实施方式：

本发明涉及的能在±125℃下使用的铸铝合金，主要由Al、Mg、Cr、Ti、Zn及RE元素组成，所述各成份占总质量百分比为：Zn：3～10％，Mg：0.2～3％，Cr：0.01～0.5％，Ti：0.05～0.35％，RE：0.05～0.3％，Al：余量。表1列出本发明的铸铝合金成份质量百分比的一些优选的具体实施例，但本发明各组成份含量不局限于表1所列数值，对于本领域技术人员来说，完全可以在表中所列数值范围的基础上进行合理概括和推导。

表1各组成份占总质量的百分含量(％)

其中所述微量添加元素总含量在1.3％以下。

其中所述微量添加元素各组成成份具体含量：Fe＜0.2％、Si＜0.3％、Mn＜0.3％、Cu＜0.1％、B＜0.1％、V＜0.1％、Te＜0.1％、Zr＜0.1％。

一种制造铸铝合金的方法，根据所述Al、Zn、Mg、Cr、Ti、RE元素的质量百分比备料，先将熔炉预热升温至600～700℃时，加入Al和RE以Al-RE中间合金加入，Cr以Al-Cr中间合金加入，Ti以Al-Ti中间合金加入，再熔化升温至860℃～880℃后，进行搅拌。搅拌结束后加入Zn，Zn以Al-Zn中间合金加入，加完Zn接着加入金属Mg，再搅拌均匀后静置10～35分钟，到温后进行非接触式搅拌，再经过精炼、除渣，最后浇注成锭。

在加入纯Zn金属的步骤前，还包括添加微量添加元素的步骤，所述微量添加元素选自Fe、Mn、Cu、Si、B、V、Te、Zr中的一种或几种，并且所述微量添加元素总含量在1.3％以下。

其中所述非接触式搅拌采用电磁搅拌，精炼剂为惰性气体，精炼结束检查含气量，含气合格后方可出炉浇注成660×108×66mm纯锭。