[发明专利]一种石墨烯稀土铈增强Al-Si-Mg铸造铝合金及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯稀土铈增强Al-Si-Mg铸造铝合金的制备方法，其特征在于，所述铝合金按质量百分比计的原料组分为：

硅 6.5~7.5%；

镁 0.25~0.45%；

铈 0.30~0.50%；

石墨烯 0.001~0.005%；

铁≤0.05%；

锌≤0.2%；

锰≤0.1%；

钛≤0.1%；

锆≤0.15%；

铍≤0.1%；

锡≤0.05%；

铅≤0.1%；

其他不可避免的元素：每种≤0.03%，合计≤0.10%；

铝余量；

其制备方法具体包括以下步骤：

步骤1：按合金成分计算并称取原料，准备铝粒、硅粒、镁粒、铈粉、石墨烯、铁粒、锌粒、锰粒、钛粒、锆粒、铍粒、锡粒、铅粒；

步骤2：在熔炼炉坩埚底部铺一层铝粒，铝粒完全覆盖坩埚底部无缝隙，其用量为铝粒总量的1/3到1/2，随后将除铝粒和石墨烯以外的其他原料颗粒铺上，最后再依次铺上石墨烯和剩余的铝粒，使铝粒完全盖住石墨烯；

步骤3：将熔炼炉坩埚置于熔炼炉中，关闭熔炼炉炉门，开启真空泵抽离炉体中空气，随后充入高纯氩气进行洗气，继续抽真空到50Pa，然后充入高纯氩气作为保护气氛至气体压力为500Pa；

步骤4：打开熔炼炉电源开始熔炼合金，熔炼过程如下：用200A~210A电流加热200s~280s，使炉温缓慢升高到600±5℃，随后将电流升高至230A~240A，炉温升至720±5℃后，保温100s～140s，随后保持电流大小不变，晃动坩埚60s，晃动幅度为熔炼炉坩埚中轴线正负15°，晃动频率为50~60次/min，随后将电流升高至245A~255A，炉温升至750±5℃，轻微缓缓晃动坩埚60s，晃动幅度为熔炼炉坩埚中轴线正负10°，晃动频率为50~60次/min，最后关闭电源，待熔炼炉坩埚内熔液温度降到650±5℃时，将熔液浇铸到铜模具中冷却；

步骤5：浇铸完成后，采用真空泵抽出炉内高温气体，抽真空时间为30s~40s，之后充入室温氩气，520s~580s后开炉取样得到合金。

2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1所述铝粒为φ 6*6 mm的柱状颗粒，纯度为99.95%；所述硅粒平均粒径为1-6mm，纯度为99.95%；所述镁粒平均粒径为1-6mm，纯度为99.99%；所述石墨烯为单层石墨烯；其余原料纯度为99.99%，平均粒径为1~3mm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3所述熔炼炉为感应熔炼炉。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤6：将步骤5所得合金放入箱式炉中，在530~540℃下固溶处理6小时，然后置于60~80℃水中淬火，随后在室温下静置11~13小时，再放入箱式炉中在175~185℃下固溶处理6~8小时，随后空冷得到石墨烯稀土铈增强Al-Si-Mg铸造铝合金。