[发明专利]一种半固态成形过共晶Al‑Si合金及其制备方法

权利要求书

1.一种半固态成形过共晶Al-Si合金，其特征在于，所述合金的组成成分及其质量百分比为，Si：16～18％，Cu：1～5.0％，Mg：0.45～2％，Ti：0.1～0.2％、Fe：0.3～0.5％，余量为Al和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的半固态成形过共晶Al-Si合金，其特征在于，所述合金的抗拉强度为265～275MPa，延长率为2.45～2.72％。

3.权利要求1所述的半固态成形过共晶Al-Si合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，熔炼：

(1)按半固态成形过共晶Al-Si合金成分配比，熔炼制得Al-Si合金液；

(2)将Al-Si合金液，浇铸后凝固制得Al-Si合金铸锭，其中，在浇铸和凝固过程均施加旋转磁场，电磁搅拌的频率为2～30Hz，电磁搅拌的电流为40～100A；

步骤2，半固态成形：

(1)将Al-Si合金铸锭，在560～600℃保温0.5～1h，制得半固态坯料；

(2)将半固态坯料，置入预热的金属模具中，进行挤压，空冷至室温，制得半固态成形工件；其中，模具预热温度为300～400℃，挤压速度8～12mm/s，挤压比为20～100，保压时间为20～120s；

步骤3，短时固溶处理：

(1)将半固态成形工件，在盐浴条件下进行固溶处理，固溶温度为480～530℃，固溶时间为0.25～2h；

(2)将固溶处理后的工件，在20～60℃水中淬火；

步骤4，人工时效处理：

(1)将淬火后的工件，进行人工时效处理，温度160～185℃，时间4～8h；

(2)将人工时效处理后的工件，空冷至室温，制得半固态成形过共晶Al-Si合金。

4.根据权利要求3所述的半固态成形过共晶Al-Si合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1(1)的具体方法为：将金属铝加热至720～820℃成为液态，按设定半固态成形过共晶Al-Si合金成分配比加入硅、铜、镁、钛和铁；或者按设定半固态成形过共晶Al-Si合金成分配比将硅、铜、镁、钛、铁与铝的合金，在720～820℃条件下将全部金属熔化为液态；将熔化后的金属熔液用铝合金商用精炼剂精炼处理，在720～780℃条件下保温5～15min；再加入Al－10Sr变质剂，搅拌至变质剂全部熔化，在720～780℃条件下保温5～15min。

5.根据权利要求3所述的半固态成形过共晶Al-Si合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1(2)中，将Al-Si合金液，注入石墨模具的坯锭型腔中凝固，制得Al-Si合金铸锭，在整个过程中均施加了旋转磁场。

6.根据权利要求3所述的半固态成形过共晶Al-Si合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2(1)中，Al-Si合金铸锭在560～600℃保温0.5～2h，使其组织中的液相率为40～60％，以满足半固态挤压成形的要求。

7.根据权利要求3所述的半固态成形过共晶Al-Si合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2(1)中，Al-Si合金铸锭在加入保温前，经过车床加工。

8.根据权利要求3所述的半固态成形过共晶Al-Si合金的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，固溶处理采用盐浴炉。

9.根据权利要求3所述的半固态成形过共晶Al-Si合金的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，采用时效炉进行人工时效处理。

10.根据权利要求3所述的半固态成形过共晶Al-Si合金的制备方法，其特征在于，所制备的半固态成形过共晶Al-Si合金的抗拉强度为265～275MPa，延长率为2.45～2.72％。