[发明专利]一种Al-Si-Mg-Zr-Ti-Sc合金的时效工艺

说明书

本发明公开了一种Al‑Si‑Mg‑Zr‑Ti‑Sc合金的时效工艺，通过二段时效处理充分挖掘合金潜力，以提高铝合金的力学性能。所述Al‑Si‑Mg‑Zr‑Ti‑Sc合金的成分按质量百分比构成如下：Si6.5％，Mg0.35％，Ti0.2％，Zr0.25，Sc0.01％，余量为铝。本发明对此合金采用二级时效，通过合理的熔炼、铸造工艺，可获得晶粒细小、与基体保持共格关系第二相粒子弥散发布的组织，合金综合力学性能得以提高。

技术领域

本发明涉及一种Al-Si-Mg-Zr-Ti-Sc合金的时效工艺，属于有色金属铝基合金技术领域。

背景技术

当今社会节能、环保、安全成为人们生活的追求。随着人们生活水平的提高，汽车的数量日益增加。如今汽车轻量化技术成为汽车领域的研究热门。实现汽车的轻量化主要有两种方法：一是改进汽车的结构设计；二是研究出新型材料。Al-Si-Mg系铝合金具有铸造流动性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小的优点，经过热处理后，该合金具有良好的机械加工性能等优点，具有广泛的应用。少量添加Zr、Ti可有效细化晶粒，并形成第二相弥散强化，加入微量Sc可在合金中形成(ScZr)Al₃、(ScTi)Al₃等析出时效相，其具有细小、弥散、与基体共格的特点，可进一步提高弥散强化效果，但其中时效工艺至为重要，是保证弥散强化效果的关键。目前该合金的时效均采用单级时效法，即固溶处理后，在150℃左右保温200分钟左右，其缺点是未经过低温的时效孕育，直接在较高温度时效，时效析出相密度较低，大小不均匀，并容易在时效中破坏其与基体的共格性，降低了时效硬化效果，没有充分发挥合金中微量元素的作用。

发明内容

本发明是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种Al-Si-Mg-Zr-Ti-Sc合金的时效工艺，以提升合金性能。

本发明Al-Si-Mg-Zr-Ti-Sc合金的时效工艺，通过二段时效处理充分挖掘合金潜力，以提高铝合金的力学性能。

本发明Al-Si-Mg-Zr-Ti-Sc合金的成分按质量百分比构成如下：

Si6.5％，Mg0.35％，Ti0.2％，Zr0.25，Sc0.01％，余量为铝。

本发明Al-Si-Mg-Zr-Ti-Sc合金的时效工艺，包括如下步骤：

步骤1：制备合金铸锭

1a、配料：按照配比量称取纯Al，Al-Si中间合金、Al-Mg中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金、Al-Sc中间合金；

1b、熔化：先将Al-Si中间合金和纯铝加入到预热至300℃的坩埚中，然后随炉升温到750℃，全部熔化后静置并保温20min；然后向已熔化的合金熔液中依次加入Al-Mg中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金及Al-Sc中间合金(用铝箔包住)，全部熔化后静置并保温10min；

1c、精炼：将1b得到的合金熔液的温度调制720℃，用扒渣勺将合金熔液表层的浮渣快速地撇去，撇渣后采用钟罩将精炼剂置于合金熔液的底部，精炼除气，静置保温10-20min，除渣；由于精炼后熔体表层浮渣更多，需要快速彻底地一次性将浮渣用扒渣勺撇尽。

1d、浇注：将1c得到的合金熔液升温至730℃，采用金属型模具进行浇注，得到合金铸锭；

步骤2：将步骤1获得的合金铸锭进行固溶处理，固溶处理工艺为：540℃固溶保温310min，出炉淬火，出炉至水中时间控制在15s内，水中冷却时间为3～5min；

步骤3：将步骤2所得固溶后的合金进行人工时效处理，时效处理工艺为：125℃时效保温150min，紧接着在155℃时效保温100～200min，出炉空冷。