[发明专利]高强高韧铝合金的配方及其冶炼关键技术

说明书

本发明提出的高强高韧铝合金配方及其冶炼关键技术，该高强高韧压铸铝合金在具备良好铸造性能、力学性能以及热处理性能的同时，还具备较高的强度和韧性，使得铝合金的机械性能好，冶炼关键技术中采用蝉鸣的录音放入金属流体中，这样蝉鸣的特征声音振动就可以在金属流体中传播，相比于选用低频成份多的声音振动，观察发现，蝉鸣的声音振动更加能够在传播介质中产生散射和耗散，能够在金属流体表面激发出更多的波纹。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，更具体的说是高强高韧铝合金的配方及其冶炼关键技术。

背景技术

铝合金是常见的轻质金属材料，它广泛应用于汽车、船舶、航天、机械、通信等工业中，它具有加工性能好、质量轻、节能等特点。随着汽车工业的不断发展，汽车轻量化和能源低消耗的要求已经成为汽车制造业的一大趋势，作为轻量化首先材料的铝合金在汽车上的需求量也不断扩大。应用于汽车的铝合金零部件大多采用铸造成型，因铸造相对于其它加工方式，其金属利用率高，尺寸精度高，可生产形状复杂的部件，具有优良的机械性能和物理性能。目前的汽车发动机、轮辋等多采用铸造铝合金进行生产制造，这样有利于解决散热，可延长零部件本身和与之直接接触的零配件的使用寿命，但是，现有的铸造铝合金的强度和韧性不够理想，限制了汽车的轻量化的发展，为了满足快速发展的需求，研制一种高强高韧压铸铝合金很有必要。

现有的铸造铝合金的由于需要添加多种稀土元素，各种元素在加入过程中的扩散性也不同，因此需要用永磁搅拌进行混合，为了提升混合效率，需要开发出一种相配合的能够加快元素混合的方法，得到高性能、匀质的铝合金材料。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供高强高韧压铸铝合金，该高强高韧压铸铝合金在具备良好铸造性能、力学性能以及热处理性能的同时，还具备较高的强度和韧性，使得铝合金的机械性能好，同时采用一套相配合的能够加快元素混合的方法，得到高性能、匀质的铝合金材料。

本发明提出高强高韧铝合金的配方及其冶炼关键技术，其中高强高韧铝合金的配方，其按重量百分比计：

Si：7～12%；Ti：0～0.3%；Cu：0～3%；Mn：0.2～1%；Fe：0～0.8%；Mg：0.15～0.8%；Ni：0～0.1%；Y：0～0.02%；La：0～0.2%；Re：0～0.1%；Mo：0～0.1%；Nd：0～0.008%；Sb：0～0.1%；Zr：0～0.01%；Sr：0～0.5%；Ce：0～0.01%；Zn：0～21%；Pb：0～0.05%；杂质：0～0.05%；余量为Al。

其中冶炼关键技术包括永磁搅拌和声源间歇式置入流程，永磁搅拌和声源间歇式置入流程包括以下的工作循环:循环的第一步：永磁搅拌顺时针转动，角频率为w，顺时针转动的搅拌时间为t1；循环的第二步：冶炼炉中放入声源发射头,声音持续时间为t2，此时，永磁搅拌顺时针转动角频率降为w/2；循环的第三步：取出声源发射头，永磁搅拌逆时针转动，角频率为w，搅拌时间为t1, 永磁搅拌停止；循环的第四步：冶炼炉中放入声源发射头, 声音持续时间为t2，取出声源发射头；然后再进入循环的第一步，声源发射头的内部发出的声音为蝉鸣的录音，该声音的体积能量密度为500瓦到1000瓦每立方米，声音的体积能量密度的计算方法为，声源发射头的总功率除以冶炼炉内总的金属流体的体积。

更好地，上述的工作循环重复2次以上，完成搅拌。

更好地，上述的声源发射头放置的水平位置为冶炼炉的对称中心，放入金属流体液面下方12厘米以下的垂直位置。

更好地，上述的角频率w为60-100圈每分钟。

更好地，上述的搅拌时间t1为5到10分钟。

更好地，上述的声音持续时间t2为5到10分钟。

本发明高强高韧铝合金的配方的有益效果为：