[发明专利]高强、高耐腐蚀铸造铝合金及其重力铸造制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强、高耐腐蚀铸造铝合金及其重力铸造制备方法，属于工业用铝合金及制造领域。

背景技术

Al-Si系合金的流动性好、铸件致密、不易产生铸造裂纹，具有良好的铸造性能、抗蚀性能和中等的切削加工性能，是比较理想的铸造合金，己成为制造业中最受重视的结构材料之一。但目前铸造Al-Si合金的力学性能不尽如人意，强度和硬度一般，韧性较低。A380铝合金是最广泛使用的Al-Si系合金，其Si含量高达7.5wt％～9.5wt％，有良好的铸造性能，而高的Cu含量(3.0wt％～4.0wt％)可获得高的强度和良好的可加工性，现已被广泛应用于交通运输行业(汽车、摩托车等工业)、航天航空、电子/电器等各个领域。同时，也因为A380中Cu含量高，生成的富Cu相的标准电极电位高，在潮湿或者液体环境中易于腐蚀。A360铝合金也是使用较为广泛的Al-Si系合金，跟A380相比最显著的区别是Cu含量低，最大值为0.6％，形成的富铜相比A380少很多，耐腐蚀性能也略好于A380合金，但由于其熔焊和铜焊性能差，限制了在工业生产中的应用，一般用作盖板和仪器外壳。

因此，开发研制新型能够替代部分铝合金的高强韧铸造铝合金材料及其铸造工艺才是铝合金未来的发展方向。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种高强度、耐腐蚀性的铸造铝合金及其制备方法，以解决上述问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种高强、高耐腐蚀的铸造铝合金，其包括按重量百分数计的如下元素：Si7.0～15％，Mg0.2～0.6％，Mn0.2～1.0％，Zn0～1.0％，Sr0.02～0.1％，Cu0～0.5％，Fe0～1％，M0.01～1.5％，余量为Al和不可避免的杂质，其中，Al的重量分数不低于78％，M为RE或含有Ti、Zr和V中的至少一种元素的组合元素。

作为优选方案，所述RE选自Gd、La、Y、Nd、Sm、Er、Yb、Ce中的至少一种。

作为优选方案，所述组合元素中，按合金中的所有元素总量计，Ti的重量分数为0～0.5％、Zr的重量分数为0～0.5％、V的重量分数为0～0.5％。

第二方面，本发明还提供了一种如前述的高强、高耐腐蚀的铸造铝合金的制备方法，其包括如下步骤：

将铝源、镁源、锌源和含有硅、锰和锶的至少一种中间合金均去除氧化层并烘干预热至200℃；

将占铝源总质量5～15％的铝源在710～720℃下熔化成熔池后，加入剩余铝源；

待铝源全部熔化后，升温至720℃，将含铝和硅的中间合金分2～4次加入，并保持温度恒定在710～720℃；

待所述含有铝和硅的中间合金全部熔化后，升温至740℃，依次加入含有铝和锰的中间合金、含有铝和锶的中间合金、含有铝和铜的中间合金、含有铝、钛和硼的中间合金、含有铝和锆的中间合金、含有铝和钒的中间合金、含有铝和铁的中间合金及稀土中间合金，待所有中间合金都加入完毕后在740℃保温15～20分钟；

待所有中间合金都熔解完毕，将熔体温度降至695～705℃加入镁源和锌源，待所述镁源和锌源都完全熔化后，在715～725℃时加入精炼剂进行精炼，精炼后静置10～20分钟，在710～730℃撇去表面浮渣，得到铝合金熔体；

将所述铝合金熔体降温至630～680℃之间，以0.15～0.4m/s的速度压射到预热至240～270℃的模具中，冷却后得到所述高强、高耐腐蚀的压铸铝合金。

作为优选方案，所述含有铝和硅的中间合金为AlSi23，所述含有铝和锰的中间合金为AlMn10，所述含有铝和锶的中间合金为AlSr10、所述含有铝和铜的中间合金为AlCu50、所述含有铝、钛和硼的中间合金为AlTi5B1、所述含有铝和锆的中间合金为AlZr4、所述含有铝和钒的中间合金AlV5、所述含有铝和铁的中间合金为AlFe20，所述稀土中间合金为AlRE10中间合金。

作为优选方案，所述精炼剂的添加量为原料总重量的0.5～1.5％。

作为优选方案，所述精炼剂由按重量百分数计的如下组分组成：碳酸钙为50～70％，氯化钠为10～30％，氯化钾为10～30％。

作为优选方案，所述精炼的温度不超过730℃，搅拌时间不超过10min。