[发明专利]一种加入Al+Cu+Er+Sb细化变质半固态复合坯料的高强度铝合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属合金材料制备技术领域，涉及铸铝合金，尤其是一种加入Al+Cu+Er+Sb细化变质半固态复合坯料高强度铝合金的制备方法。 

技术背景

铝合金与钢铁相比具有比强度高、比刚度高、导热性好、耐蚀性好等优点，与钛合金、镁合金相比具有资源储量大、成本低、工艺性能好的优势，因此铝合金在航天航空工业、高速列车、汽车工业以及其他工业领域大量的推广和应用，是理想的轻量化材料。 

有数据统计，到2010年，虽然每辆汽车中的铝合金用量已达到150Kg/辆但应用方向主要是壳体类铸件，应用种类多为共晶或亚共晶铝硅合金，而汽车中的支架类零件仍多为球墨铸铁QT400-18、QT400-15、QT450-10、QT500-7，其力学性能以QT450-10为例，即抗拉强度强度≥450Mpa，断后延伸率≥10％，在耐高温、耐腐蚀、高强、高韧、以及高延展性方面明显不足。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种加入Al+Cu+Er+Sb细化变质半固态复合坯料高强度铝合金的制备方法，所制备的铝合金具有耐高温、耐腐蚀、高强、高韧以及高延展性的特性。 

本发明的目的是这样实现的： 

一种加入Al+Cu+Er+Sb细化变质半固态复合坯料高强度铝合金的制备方法，包括细化变质半固态复合坯料的制备及高强度铝合金的制备，具体步骤是： 

A、Al+Cu+Er+Sb细化变质半固态复合坯料的制备方法： 

(1)将过200～300目金属铒粉、铜米以及破碎好的、金属锑充分搅拌均匀，置于砂型模具中； 

(2)取温度800-850℃的纯铝液浇入上述模具中，立即进行搅拌以形成半固态坯料，待上述半固态坯料的温度降至200～300℃时取出，挤压成0.1～0.5mm的薄片，即得到Al+Cu+Er+Sb细化变质半固态复合坯料薄片，备用； 

B、高强度铝合金的制备方法： 

(1)取杂质铁、硅的含量均小于0.15％且其它杂质总和小于0.05％的重熔铝锭放于预热炉中，在200～300℃的预热炉中预热两小时，然后在蓄热炉中加热，待温度升至700～750℃时进行精炼打渣； 

(2)按照复合坯料薄片与重熔铝锭重量比0.8～1.2∶10的比例加入坯料薄片，并充分搅拌，熔体在700～750℃温度下保温1～2小时； 

(3)进行二次打渣除气精炼，精炼后将浮渣处理干净，并静置10～15min；； 

(4)在700～720℃进行铸造，并取试样检测； 

(5)检测合格后成品包装入库。 

而且，所述Al+Cu+Er+Sb细化变质半固态复合坯料的制备方法中，金属铒粉∶铜米∶金属锑∶纯铝液的重量比例为1～5∶1～5∶0.2～1∶30～50。 

而且，所述铜米制成直径0.6mm、长3mm的形状。 

本发明取得的有益效果如下： 

1、本合金材料具有高强高韧：经检测力学性能达到球磨铸铁QT450-10材料标准，国标金属型单铸试棒的抗拉强度达到430Mpa以上，延伸率9％以上，硬度平均值HB≥125。 

2、本合金在T5状态下，国标金属型单铸试棒的抗拉强度最大值可以达到470Mpa，最小值为438Mpa，试样抗拉强度的最小值为最大值的93％；延伸率最大值16.3％，最小值为13.5％，硬度的最大值HB＝133，最小值HB＝126；由此看出本合金产品性能稳定。 

3、本合金对材料要求不是很高，不用增加材料成本。 

4、本合金中的合金元素的获得没有使用中间合金材料，与传统铝合金制造方法相比去掉了中间合金的熔炼环节，降低能耗与烧损的同时减少了污染，总生产成本降低了20％以上，可替代球墨铸铁用于汽车中的支架类零件，突破汽车全铝化的瓶颈。 

5、本合金的变质细化复合材料是由半固态坯料挤压制得的，因此合金元素的细化变质效果及润湿性都非常好、合金性能具有突破性的提高。 

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。 

实施例1： 

一种加入Al+Cu+Er+Sb细化变质半固态复合坯料高强度铝合金的制备方法，步骤是： 

(1)将铒粉用200目筛子筛选剔除较大颗粒，过筛的铒粉置于287℃烘干炉内预热烘干1.5小时，取出烘干后的铒粉放于通风处自然冷却至室温备用；