[发明专利]一种铸造铝合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铸造铝合金及其制备方法，铸造铝合金成分包括：Si：7.5～8.5%、Cu：2.5～2.7%、Dy：0.35～0.45%、P：0.02～0.04%、Sc：0.1～0.2%、Ti：0.15～0.19%、Mg：0.4～0.8%、Fe≤0.2%、Mn≤0.1%、Zn≤0.1%、Ni≤0.1%，余量为Al，所述百分比为重量百分比。其制备方法包括干燥氩气环境中熔化、熔体旋转喷吹除气处理、浇注、固溶时效处理等步骤。采用本发明方法制得的铸造铝合金屈服强度高、断后伸长率高、冲击韧性好。

技术领域

本发明涉及一种铸造铝合金及其制备方法。

背景技术

随着高速机械传送装置的轻量化和结构稳定性要求不断提升，高速机械传输装置内承担高速输送和冲击载荷的链节构件，由于其在传输装置内庞大的数量和高精度的动态运动配合度要求等条件，正面临着降低自身重量和提升塑变抗力的挑战。目前，通过采用铸造铝合金对钢质链节进行材料替代和结构优化设计，基本实现了轻量化要求，但常规铸造铝合金由于其较低的屈服强度与断后伸长率，难以适应链节构件不断提升的动态载荷与冲击载荷下的塑性变形变化。因此，开发一种屈服强度高、断后伸长率高，具有较高冲击韧性值，并且能够进行高效连续生产的铸造铝合金材料，对促进链节构件减重增效，提升高速机械传输装置的整体稳定性技术水平，具有重要的现实意义。

尽管文献CN109295352A公开了一种屈服强度高于350MPa的高导电率铝合金及其制备方法，其采用优化铸造成分、半连续铸造和热挤压成形等工艺，实现了室温屈服强度不小于350MPa的铝合金材料制备。但是该材料的制备过程比较复杂，其中的热挤压工序是提升其性能的关键强化步骤，难以通过铸造工艺制备高屈服强度构件，发挥该材料的高力学性能优势。文献CN108559882A公开了一种高屈服强度铝合金的配方及其冶炼关键装备，采用在铝基体中复合添加多种强化合金元素，通过永磁体均匀、快速搅拌熔体与压铸工艺实现材料制备，该材料成分稳定性好、屈服强度可达328MPa，制备工艺合理流畅，能适合于大规模推广应用。但成型后的铝合金断后伸长率很低，这就可能使其在瞬时过载条件下，发生无塑性变形的瞬时脆断现象，基于涉及可靠性等因素，该状态材料一般用于制备承受静载荷的非关重件，难以满足链节构件的复杂和高精度运动配合工况。文献CN106191569公开了一种用干汽车活塞的耐磨高硅铝合金及其制备方法，以硅和铜元素为主要合金相，以铝磷、铝锶和铝稀土合金为变质剂，通过熔炼和浇注成型工艺，得到屈服强度达385MPa，延伸率达14％的高性能铝合金材料。该方法采用磷、锶和稀土元素进行变质处理，其中磷元素主要是细化初晶硅的作用，而锶元素是起到细化共晶硅的效果，当二者同时出现在合金熔体中时，磷元素和锶元素会在熔体局部形成化合物，一定程度上降低锶元素的细化效果，虽然可以通过增加锶元素添加量能够减轻或消除磷、锶元素之间的相互作用，但是这不利于集中熔炼、分批次浇注工艺过程的成本控制。另外，该专利公布的材料抗拉强度为450MPa，未涉及材料的冲击韧性值，合金材料的屈强比约为0.856，如用其制备承受动态冲击的链节构件，存在抗拉强度不足、材料屈强比较高、材料脆性趋势大的问题，难以保证链节构件在实际工况下的复杂多重载荷工作稳定性要求。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种屈服强度高、断后伸长率高、冲击韧性好的铸造铝合金。

为了实现所述目的，本发明采用如下技术方案。

一种铸造铝合金，成分包括：

Si：7.5～8.5％、Cu：2.5～2.7％、Dy(镝)：0.35～0.45％、P：0.02～0.04％、Sc(钪)：0.1～0.2％、Ti：0.15～0.19％、Mg：0.4～0.8％、Fe≤0.2％、Mn≤0.1％、Zn≤0.1％、Ni≤0.1％，余量为Al，所述百分比为重量百分比。