[发明专利]一种添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn铝合金,特别是涉及一种添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn铝合金的制备方法。

背景技术

Al-Ti-Mn合金是在A356铝合金的基础上，适当增Mg元素，获得的强度较高且比较适合消失模铸造的铝合金。在消失模铸造过程中，因铝液浇注温度高，铝合金的吸气严重，以及泡沫气化产生的氢等，容易引起气孔、针孔、缩松等缺陷，另外，消失模铸造凝固速度低，晶粒及共晶硅粗大。以往的研究表明稀土是Al-Si合金的一种有效的变质剂和强化元素，能够净化铝液，变质初晶硅和共晶硅，细化晶粒，提高合金力学性能等。然而，将稀土应用到A1-Si合金消失模铸造中，进行细化晶粒和共晶硅，减少针孔，还未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：一种添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn铝合金及其制备方法，以解决Al-Ti-Mn铝合金力学性能差的现有技术问题。

本发明采用的技术方案是：一种添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn铝合金，Al-Ti-Mn铝合金中添加稀土La元素和Nb元素总和为0.1%~0.5%。

Al-Ti-Mn铝合金中添加稀土La元素和Nb元素总和为0.3%。

添加稀土La元素和Nb元素为Al-RE10中间合金方式加入，Nb含量7.41%，La含量2.72%。

一种添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn铝合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：采用A356铝合金锭为原材料，添加一定量的Mg浇注成合金锭，化学成分质量分数为：6.93%Si、0.81%Mg、0.17%Fe、0.23%Ti、余量AL。

（2）在400—500℃时铝合金锭放入5．5kW电阻坩埚炉中加热，采用镍铬一镍硅热电偶测温。

（3）在730--750℃用多孔头吹氩精炼除气。

（4）730℃时加入含Nb和La元素的中间合金到合金液中，并静置10-15Min。

（5）在750℃进行浇注。

上述步骤（5）中浇注采用消失模铸造技术。

上述消失模铸造技术，采用密度为0．02g／cm的EPS聚苯乙烯泡沫模样，泡沫模样试棒与浇冒口部分由热熔胶粘接组成，涂刷自制涂料后进行烘干，将烘干后的消失模泡沫模样放入自制的消失模铸造设备，加入散砂紧实。

上述浇注过程中，采用的是宝珠砂，真空度保持为-0．03MPa。

本发明有益效果：与现有技术相比，有益效果如下：稀土加入量约为0．3％时，合金铸态的抗拉强度达最大值163MPa，伸长率从未加入稀土时的1．6％增加至4．3％，增幅达到169％。

具体实施方式

实施例：一种添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn铝合金，Al-Ti-Mn铝合金中添加稀土La元素和Nb元素总和为0.1%~0.5%。

Al-Ti-Mn铝合金中添加稀土La元素和Nb元素总和为0.3%。

添加稀土La元素和Nb元素为Al-RE10中间合金方式加入，Nb含量7.41%，La含量2.72%。

一种添加稀土La和Nb元素的Al-Ti-Mn铝合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：采用A356铝合金锭为原材料，添加一定量的Mg浇注成合金锭，化学成分质量分数为：6.93%Si、0.81%Mg、0.17%Fe、0.23%Ti、余量AL。

（2）在400—500℃时铝合金锭放入5．5kW电阻坩埚炉中加热，采用镍铬一镍硅热电偶测温。

（3）在730--750℃用多孔头吹氩精炼除气。

（4）730℃时加入含Nb和La元素的中间合金到合金液中，并静置10-15Min。

（5）在750℃进行浇注。

上述步骤（5）中浇注采用消失模铸造技术。

上述消失模铸造技术，采用密度为0．02g／cm的EPS聚苯乙烯泡沫模样，泡沫模样试棒与浇冒口部分由热熔胶粘接组成，涂刷自制涂料后进行烘干，将烘干后的消失模泡沫模样放入自制的消失模铸造设备，加入散砂紧实。

上述浇注过程中，采用的是宝珠砂，真空度保持为-0．03MPa。