[发明专利]一种含钪的铸造导电铝合金及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶炼和加工技术领域，具体涉及到一种含钪的铸造导电 铝合金及其制备工艺。

背景技术

自2002年之后，中国汽车工业开始进入爆发式增长阶段，2009年中国成为 当年世界最大汽车市场后，产销量连续世界第一。但是汽车工业的快速增长给环 境和能源带来了巨大的压力，同样地，能源和环境也成为了我国汽车工业可持续 发展的重要制约因素，汽车轻量化成为汽车节能减排的重要手段。

目前，汽车用导电构件还是以铜合金为主导，而铝的密度只有铜的1/3，用 铝取代铜可以显著地降低汽车自重。但是采用铝的导电构件，如发动机转子和线 路连接器等，大多沿用架空铝导线中采用的6101导电铝合金或工业纯铝铸造成 型。6101导电铝合金是一种Al-Mg-Si合金，中等含量的Mg和Si加入到铝中形 成Mg₂Si相，使得合金具有良好的力学性能和一定的导电性能，但是该合金的铸 造性能差，特别是热裂倾向非常大，成品率很低。而纯铝导电构件具有优异的导 电性能和铸造性能，但是强度极低，不能满足要求。因此需要开发出一种同时具 有优异的导电性能、力学性能和铸造性能的合金来代替目前所用的导电铝合金。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的问题，本发明的目的在于，提供一种铸造性能 好、流动性高、热裂倾向小且力学性能好的含钪的铸造导电铝合金及其制备工艺。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的一种含钪的铸造导电铝合金，主要由铝、钪组成，钪含量为 0.2-0.4wt.％，杂质铁含量低于0.1wt.％，铝为余量，合金铸态下组织特征是晶粒 得到显著的细化，平均晶粒尺寸在205um以下，合金热处理态下组织特征是析 出了大量的ScAl₃颗粒。

本发明所述的一种含钪的铸造导电铝合金的制备工艺，包括以下步骤：

第一步：将纯铝锭加热熔化，形成熔体；

第二步：于710-730℃时加入0.6wt.％六氯乙烷进行精炼且六氯乙烷为铸造 导电铝合金中铝的加入质量的0.6％，静置10分钟后，加入Al-3wt.％Sc中间合 金，710-730℃下保温30分钟，并通过化学成分测定，将合金中Sc的含量控制 在0.2-0.4wt.％之间，杂质Fe的含量低于0.1wt.％；

第三步：随后进行真空静置30-60分钟，于710-720℃浇入到金属模具中， 凝固后得到含有5-10um的ScAl₃颗粒的导电铝合金的铸锭/铸件；

第四步：对铸锭/铸件进行620-640℃下的固溶处理24h，使凝固过程中析出 的ScAl₃部分固溶进入到铝基体中，ScAl₃颗粒尺寸变小，同时析出200-300nm 的ScAl₃颗粒，然后再进行280-300℃下的3h时效处理，析出5-50nm的ScAl₃颗粒，最终得到包含有5-50nm及200-300nm的ScAl₃颗粒的含钪的铸造导电铝 合金。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明的铸造导电铝合金通过在纯铝中加入钪元素，显著细化了晶粒，平 均晶粒尺寸在205um以下，从而提高了合金的力学性能。