[发明专利]一种复合稀土RE铸造铝合金材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种复合稀土RE铸造铝合金材料及其制备方法,该合金主要由由下列质量比的组分组成：Er 0.12%～0.85%，Sc 0.18%～0.68%，Si 5.8%～7.5%，Mg 0.15%～0.48%，Ti0.08%～0.20%，Fe0.25%，Cu0.10%，Mn 0.05%，Zn 0.08%，余量为Al。使共晶硅细化为1µm的颗粒状，改善铸造铝合金的组织结构，形成的Al_3.21Si_0.47相、Al₃Sc相、Sc相、ScSi₂相和ErSi₂相等硬质相，使性能得到很大提高，特别是铒、钪元素在铝合金中分散分布，从而使铝合金具有更高的强度、塑性变形量、弹性模量，更宽的熔化温度范围,具有更强实用性。

技术领域

本发明涉及一种复合稀土RE铸造铝合金材料及其制备方法，属于金属材料制备技术领域。

背景技术

目前,常用铸造铝合金的强度不足，无法使铝合金零部件在重量和厚度上进一步减轻和减薄。为提高铸造铝合金在航空航天、交通运输工具上的应用性能，要求其零部件必须在减轻整体重量的前提下，具有较高的综合机械性能。对此，以轻质量、节约降耗、有益环保为目标，寻找新的铝合金化元素，提高铝合金的综合机械性能，使其在航空航天、交通运输工具上具有极大的应用前景。

铒和钪是性能优异的合金化元素,能够很好的满足轻质量、节约降耗、有益环保的要求，因此，开展含有Er和Sc的铸造铝合金的研究，能显著提高和改善铝合金的组织和性能，对充分利用资源优势、推动国民经济和高新科技的发展,具有重大的现实意义。

已有专利公开了改进型7005铝合金冰箱发泡埋铸件的加工工艺，其合金成分为:Si≤0.35％，Fe≤0.40％，Cu≤0.1％，Mn0.2～0.7％，Mg1.0～1.8％，Zn4.0～5.0％，Ti0.01～0.06％，Zr0.058～0.20％，Er0.05～0.08％，Sc0.04～0.06％，La0.03～0.05％,其它杂质元素≤0.15％,余量为铝，并发生有效的合金化作用，经过均匀化退火处理，提高合金的强度和耐应力腐蚀性能，但未涉及到共晶硅的形貌和大小、布氏硬度、最大变形、弹性模量、断后伸长率、合金的熔化温度范围、铒、钪元素在铝合金中的分散、分布情况以及阻止大块状Sc相和Er相的大量析出等。另外的专利公开了一种高导耐热耐蚀的铝合金导线及制备工艺和应用，其合金成分为:Er0.05～0.30wt％，Sc0.10～0.20wt％，Zr0.05～0.15wt％，Si0.05～0.10wt％，其余杂质含量总和小于0.03wt％，还要经过时效热处理和挤压处理,获得的铝合金导线的电导率大于61.8％IACS，抗拉强度大于190MPa，耐热温度高达210℃,在3.5wt％NaCl溶液中，加载60％屈服强度应力腐蚀1个月不断裂。

但存在着添加的Sc含量和Er含量较低的问题,其发泡模铝合金铸件的Er0.05％～0.08％,Sc0.04％～0.06％及铝合金导线的Er0.05％～0.30wt％,Sc0.10％～0.20wt％,较低含量的Er和Sc对共晶硅不起作用，不能有效改善共晶硅的形状和大小。还有,所添加的稀土La和Zr对共晶硅的作用也不明显,无法提高铝合金的性能。

另外,由于发泡模铝合金铸件和铝合金导线中的硅含较低,发泡模铝合金铸件的Si≤0.35％和铝合金导线中的Si是0.05％～0.07％,因此,出现了不能有效形成共晶硅的情形。

同时没有涉及到共晶硅的形貌和大小、布氏硬度、最大变形、弹性模量、断后伸长率、合金的熔化温度、铒和钪元素在铝合金中的分散及分布情况，以及阻止大块状Sc相和Er相的大量析出等。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种复合稀土RE铸造铝合金材料及其制备方法。

本发明通过下列技术方案完成：一种复合稀土RE铸造铝合金材料,其特征在于由下列质量比的组分组成：