[发明专利]一种铝合金用多元中间合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝合金用多元中间合金及其制备方法，所述多元中间合金质量组成为Mg 2～6％，Mn 0.2～0.8％，Sc 0.08～0.8％，Zr 0.08～0.4％，余量为Al；合金制备采用熔盐铝热还原法。本发明较大程度地减少了中间合金中钪锆的含量，提高了钪锆还原收得率，降低了含钪铝合金的生产成本；同时辅以镁锰强化，本发明的多元中间合金的综合性能良好，具有很好的强化变质效果。

技术领域

本发明涉及一种铝合金用多元中间合金及其制备方法，属于铝合金技术领域。

背景技术

航空航天、高铁及汽车的轻量化，极大推进变形铝合金的发展，轻质高强铝合金获得广泛应用。在变形铝合金材料的生产中，添加金属钪可以明显改善铝合金的性能，因此促进了钪在铝合金中的应用。

由于钪的价格昂贵，钪的大量添加会使得铝合金的成本上升，因此一方面需要寻求代替金属钪的合金元素。中国发明专利公开了一种铝合金用的铝钪锆中间合金及其生产方法(申请号：2016103412981)，是用锆来代替部分钪，通过钪、锆来提高性能。

钪锆等其他合金元素的加入方式通常以中间合金形式加入，如Al-Sc(Sc为2％)、Al-Zr(Zr为5％)中间合金，钪和锆均是铝合金强变质作用元素，其中钪是最好的变质元素，但成本高。在5系(Al-Mg)和7系(Al-Mg-Zn)铝合金中，用部分元素锆取代钪,钪锆复合添加变剂效果好、成本优。钪锆可以大幅度改善合金的屈服强度、焊接性能、耐蚀性能及加工性能。另一方面是降低铝钪中间合金的成本。

在Al-Sc(2％)中间合金实际生产过程中，采用熔盐铝还原法，对于高含量钪合金，钪越高，受本方法限制，生产的难度越大，为了达到2％Sc含量，必须加大氧化钪投入量，导致Al-Sc(2％)生产成本增加，降低了钪收率低，且成分偏析大(钪在铝中的固溶度低，产生偏聚)，而Al-Zr(5％)也同样存在锆成分不均匀、偏差大的问题。

发明内容

本发明针对以上不足，在中间合金的生产中进一步降低钪锆的含量，生产过程更容易控制，成分偏析小，同时保持钪锆的高还原收率(>95％),降低生产成本，同时添加镁锰强化合金，保持中间合金具有很好的变质强化功能。

本发明的技术方案是，提供一种铝合金用多元中间合金，所述多元中间合金质量组成为Mg 2～6％，Mn 0.2～0.8％，Sc 0.08～0.8％，Zr 0.08～0.4％，余量为Al。

Sc的含量优选为0.4～0.8％；更优选为0.7～0.8％。

上述多元中间合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将质量比为100：1～7的纯Al和熔盐放入熔炼炉中，加热至熔化，并在850～980℃下，保温0.5-1小时；

(2)降温至720～760℃，金属Mn和Mg，保温10-20分钟，搅拌使合金均匀化；

(3)除去铝液表面熔盐，并在铝液中通入氩气，除气，静置后、扒渣；

(4)将合金熔液用水冷模铸锭得到多元中间合金。

优选地，步骤(4)中，控制铸锭的温度700～730℃。

优选地，所述熔炼炉为非真空熔炼炉。

优选地，所述熔盐中各成分的质量组成为：

优选地，步骤(3)中，静置的时间为5～10分钟。

优选地，步骤(2)中，先加入金属Mn，再加入金属Mg。这样可以缩短镁停留时间，减少镁的烧损。