[发明专利]一种承压件用高性能铸造近共晶铝硅合金及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料及其制备方法，尤其是一种承压件用高性能铸造近共晶铝硅合金及其制备方法。

背景技术

Al-Si系铸造铝合金流动性能好、具有良好的铸造性能、抗腐蚀性能和中等的切削加工性能，被广泛的应用于航天航空以及汽车工业。目前承压件一般采用的是亚共晶Al-Si(Si：5-9%)合金，此类Al-Si合金具有良好的力学性能，但铸件中形成微孔缺陷的倾向大，这是因为该类合金凝固时的固液线温度范围过大。本发明选用的近共晶Al-Si(Si：9-12%)合金，具有相对于现用Al-Si合金更好的铸造加工性能，并且微孔倾向小，微孔缺陷的有效控制可防止承压件在内压作用下的泄漏。故而近共晶Al-Si被视为理想的替换材料。

发明内容

技术问题 

    本发明一种能够提高抗拉强度和延伸率的承压件用高性能铸造近共晶铝硅合金及制备方法，本发明通过铝液熔体净化处理、变质处理、合金化以及枝晶细化，突破类似牌号铸造铝合金力学性能，应用于承压件的生产制造。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的一种承压件用高性能铸造近共晶铝硅合金，所述铸造近共晶铝硅合金是通过对如下质量百分数比的元素进行如下工艺操作后得到的合金，

所述的如下质量百分数比的元素为：

Si：10-12%；Cu：0.5-2.0%；Mg：0.1-0.5%；B：0.01-0.05%；La：0.05-0.5%，余量为Al；

所述的如下工艺操作为：

步骤1 以ZL102、工业纯铝、金属镁、Al-Cu、Al-Sr、Al-B以及Al-La中间合金为原料，按照Si：10-12%、Cu：0.5-2.0%、Mg：0.1-0.5%、B：0.01-0.05%、La：0.05-0.5%及余量为Al的质量百分比进行配料，并对配好的所有原材料于200-250℃预热处理；

步骤2 将ZL102、Al-Cu中间合金以及工业纯铝放入坩埚炉中加热升温，将温度升至740-760℃并保温10-15分钟，使其充分熔化；

步骤3 将温度降至720-730℃，温度稳定时，加入铝箔包裹且占炉料总质量0.6%的无钠精炼剂并静置15-30分钟，所述无钠精炼剂是经鼓风干燥箱于100-150℃烘干后进行铝箔包裹； 

步骤4将温度降至710-720℃依次加入分别由铝箔包裹的步骤（1）预热好的Al-B中间合金、Al-La中间合金及金属镁，并用钟罩将其压入熔体底部，搅拌使其充分熔化；

步骤5 将温度稳定于710-720℃，加入炉料总质量0.3%无钠精炼剂，并在710-720℃静置15-30分钟；

步骤6 待温度降到700-720℃，加入步骤（1）预热并用铝箔包裹好的Al-Sr中间合金，用钟罩压入熔体底部，搅拌使其充分熔化；

步骤7将温度升到710-720℃，并且在保温10-15分钟后浇入预先于250-3金属型中，即获得承压件用高性能铸造近共晶铝硅合金。

本发明所述的一种承压用高性能铸造近共晶铝硅合金的制备方法， 

步骤1 以ZL102、工业纯铝、金属镁、Al-Cu、Al-Sr、Al-B以及Al-La中间合金为原料，按照Si：10-12%、Cu：0.5-2.0%、Mg：0.1-0.5%、B：0.01-0.05%、La：0.05-0.5%及余量为Al的质量百分比进行配料，并对配好的所有原材料于200-250℃预热处理；

步骤2 将ZL102、Al-Cu中间合金以及工业纯铝放入坩埚炉中加热升温，将温度升至740-760℃并保温10-15分钟，使其充分熔化；

步骤3 将温度降至720-730℃，温度稳定时，加入炉料总质量的0.6%的由铝箔包裹的无钠精炼剂并静置15-30分钟，所述无钠精炼剂是经鼓风干燥箱于100-150℃烘干后进行铝箔包裹； 

步骤4将温度降至710-720℃依次加入分别由铝箔包裹的步骤（1）预热好的Al-B中间合金、Al-La中间合金及金属镁，并用钟罩将其压入熔体底部，搅拌使其充分熔化；

步骤5 将温度稳定于710-720℃，加入炉料总质量0.3%无钠精炼剂，并在710-720℃静置15-30分钟；

步骤6 待温度降到700-720℃，加入步骤（1）预热并用铝箔包裹好的Al-Sr中间合金，用钟罩压入熔体底部，搅拌使其充分熔化；

步骤7将温度升到710-720℃，并且在保温10-15分钟后浇入预先于250-300℃预热金属型中，即获得承压件用高性能铸造近共晶铝硅合金。