[发明专利]一种高强度压铸铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，具体涉及一种高强度压铸铝合金新材质及其制备方法。

背景技术

随着现代科技和工业的发展,电子、航空航天、航海、高速列车等交通运输业对高强度结构材料的需求日益迫切,要求在保证强度的前提下尽量减轻重量与成本,以提高运载能力和速度,高强度铸造铝合金成为首选。

高强度铝合金具有比重小、强度高及加工性能优良等优点，被广泛用于航空工业以及民用工业领域。目前铝合金虽然品种繁多，性能各异，但是难以达到优异的综合力学性能，有的铝合金抗拉强度高，但是延伸率偏低，或者相反，延伸率高，但抗拉强度又不够，或者延伸率和抗拉强度都高，但铸造性能不好。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度压铸铝合金，以解决现有技术中的压铸铝合金强度低、韧性差等问题，同时提供制备该高强度压铸铝合金的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高强度压铸铝合金，各组分的重量百分比为：Zn：10wt％-30wt％；Si：5.0wt％-8.0wt％；Cu：3.0wt％-5.0wt％；Mn：0.1wt％-1.0wt％；Ti：0.1wt％-0.5wt％；Re：0.05wt％-0.2wt％；余量为Al和不可避免的杂质。

进一步地，各组分的重量百分比为：Zn：15wt％-25wt％；Si：6.0wt％-7.0wt％；Cu：3.5wt％-4.5wt％；Mn：0.4wt％-0.7wt％；Ti：0.2wt％-0.4wt％；Re：0.1wt％-0.15wt％；余量为Al和不可避免的杂质。

一种高强度压铸铝合金的制备方法，包括以下步骤：

1)烘干：将准备好的原料：纯铝Al、纯锌Zn和其它中间合金，进行烘干处理；

2)熔炼：熔炼中先加入铝锭，将温度升高至730—780℃，铝锭完全熔化后，再依次加入其它中间合金，待其完全熔化后，最后加入纯锌锭；搅拌均匀后，保温15—25min后，精炼20—30min，最后去渣扒灰后进行浇铸，浇铸温度控制在680—720℃之间，制得铝合金铸锭；

3)压铸：将制备好的铝合金铸锭进行标准试验压铸，压铸温度控制在700—750℃，模具温度控制在180—230℃，压铸速度控制在1.0—3.0m/s；最后可得压铸的标准测试样条件。

进一步地，所述其它中间合金由铝锰AlMn中间合金、铝硅AlSi中间合金、铝铜AlCu中间合金、铝钛AlTi中间合金及铝铼AlRe中间合金组成。

本发明提供了一种高强度高硬度的压铸铝合金，在组分中添加的金属元素锌融入固溶体的溶质原子中造成了晶格畸变，增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金的强度及硬度增加；在组分中添加的金属元素铼使得硅与铜元素都能与铝形成强化的第二相，细小弥散地分布于基体相中，产生显著的强化作用。在组分中添加的稀土元素，与铝形成铝稀土金属间化合物，细小弥散地分布在基体中，起到细化晶粒组织作用，从而极大的提高合金的强度性能。通过添加金属元素锰与钛，能够对TiMn₂相产生变质作用，通过对合金组织的细化和对Mg₁₇Al₁₂相的变质起到抑制裂纹形成或延缓裂纹扩展的作用，从而提高合金的强度及硬度。

采用上述方案，本发明获得的铝合金压铸性能良好，且具有很高的强度、硬度及韧性，焊接性能及切削性能也良好，是一种用途较广的高强度压铸铝合金。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但并非限制本发明的应用范围。

实施例1

本发明的实施例1的高强度压铸铝合金的各组分的重量百分比为：Zn：10wt％；Si：6wt％；Cu：4wt％；Mn：0.5wt％；Ti：0.2wt％；Re：0.1wt％；余量为Al和不可避免的杂质。

本发明实施例1的高强度压铸铝合金的制备方法，包括下述步骤：

1)烘干：将准备好的原料：纯铝Al、纯锌Zn、铝锰AlMn中间合金、AlSi中间合金、AlCu中间合金、AlTi中间合金及AlRe中间合金，进行烘干处理；其中Al、Zn在100℃温度下烘干，而中间合金则在150℃温度下烘干；