[发明专利]一种真空泵转子用含Sc铝合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种真空泵转子用含Sc铝合金及其制备方法，属于合金材料技术领域。为了解决现有的膨胀系数和强度不佳的问题，提供一种真空泵转子用含Sc铝合金及制备方法，该铝合金包括Si：20％～22％；Cu：0.8％～1.1％；Ni：0.4％～0.6％；Mn：0.2％～0.4％；Ce：0.2％～0.4％；Gd：0.2％～0.3％；Ag：1.2％～1.5％；Sr：0.1％～0.3％；Sc：0.1％～0.3％；余量为Al；按照上述各成分的原料比例并按一定顺序进行熔化后，再进行过热处理，浇铸得铸态铝合金；再进行均匀化处理、固溶化处理和时效处理。本发明能够有效起到使本铝合金具有更低的膨胀系数和抗拉强度的效果。

技术领域

本发明涉及一种真空泵转子用含Sc铝合金及其制备方法，属于合金材料技术领域。

背景技术

罗茨真空泵广泛用于真空冶金中的冶炼、脱气、轧制，以及化工、食品、医药工业中的真空蒸馏、真空浓缩和真空干燥等方面。真空泵配件为用于真空泵噪声治理的，真空泵消音器。更大更先进的真空泵的研制代表着该行业的一个重要发展方向。但是，现在的真空泵转子多采用铸铁材料，密度太大(铸铁密度为7.86g/cm³)，大尺寸的铸铁转子将会因为重量过大严重阻碍真空泵的运行稳定性，同时消耗更多能源，从而严重阻碍了新型真空泵的开发。

真空泵工作时，转子零件温度升高，从而会引起金属零件尺寸的膨胀，零件尺寸变化多少和材料的热膨胀系数有关。在20-300℃，铁的热膨胀系数为12.2×10^-6K^-1。，而铝的热膨胀系数为23.2×10^-6K^-1。假如真空泵转子采用普通铝合金材料，工作温度升高，转子尺寸变化太大，必将严重影响真空泵的结构和工作效率。所以，新型真空泵必须采用具有低膨胀系数的铝合金材料。此外，转子零件工作时，因为重力和向心力的原因，需要零件在工作温度，具有较好的抗拉强度。

我们知道，影响材料热膨胀的因素很多,例如温度、合金成份和相变、合金内第二相形态和分布、晶体缺陷、晶体各向异性、铁磁性及工艺因素等。在不发生相变的情况下，温度和合金成份的变化,对热膨胀系数的影响尤其明显，同时诸因素之间存在着相互制约。既使是相同材料相同形状相同尺寸的试样，由于加工方法的差别造成了试样内部各组成部分结构的变化，从而造成试样热膨胀系数的明显变化。

过共晶铝硅合金具有高耐磨性、轻质、高强度及低的热膨胀性等一系列优点，是制造真空泵转子较理想的材料。但是，硅含量越高，铝硅合金的铸造性能越差、合金抗拉强度越低。要提高过共晶铝硅合金的强度、降低热膨胀系数，除了适度提高硅含量；对共晶硅、初晶硅进行变质细化，细化合金晶粒,还要获得具有强化的弥散分布第二相，同时优化提高铝基体的固溶度及调整合金内的第二相的种类、形态及分布，目前这方面的研究较少。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种真空泵转子用含Sc铝合金及其制备方法，解决的问题如何使具有低膨胀系数和高抗拉强度的性能。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现的，一种真空泵转子用含Sc铝合金，该铝合金包括以下成分的质量百分数：

Si：20％～22％；Cu：0.8％～1.1％；Ni：0.4％～0.6％；Mn：0.2％～0.4％；Ce：0.2％～0.4％；Gd：0.2％～0.3％；Ag：1.2％～1.5％；Sr：0.1％～0.3％；Sc：0.1％～0.3％；余量为Al。