[发明专利]一种半固态成形铝合金以及制备方法

说明书

为克服现有半固态成形技术下的铝合金材料难以满足材料力学强度性能要求以及韧性要求的问题，本发明提供了一种半固态成形铝合金，包括如下质量百分比的组分：Si的含量为5.5‑6.5％，Cu的含量为2.5‑3.5％，Mg的含量为0.3‑0.4％，Mn的含量不大于0.03％，Fe的含量为0.05‑0.2％，Ni的含量不大于0.03％，Zn的含量不大于0.05％，Ti的含量为0.02‑0.2％，B的含量为0.001‑0.004％，Sr的含量为0.01‑0.05％，余量为Al及其他元素，所述其他元素的总量不大于0.1％。同时，本发明还公开了上述半固态成形铝合金的制备方法。本发明提供的铝合金拥有较高的屈服强度和抗拉强度，而且在屈服强度以及抗拉强度的合格前提下，拥有良好的断后延伸率。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种半固态成形铝合金以及制备方法。

背景技术

传统铸造的工艺生产铝合金铸件常常会产生如缩孔、缩松、裂纹、偏析等的缺陷，而且传统铸造工艺生产效率较低、能量消耗大,无法满足汽车发动机，发动机零件等领域的需求。然而半固态流变技术有着自己独特的优势，(1)半固态浆料在型腔内以层流形式流动,导致半固态浆料在充型的过程中少卷气,而且凝固收缩和热烈倾向性较小,因此铸件致密,可以热处理强化；(2)铸件晶粒细小,不存在宏观偏析,性能更均匀；(3)半固态流变成形易于近净成形,机加工量减少；(4)半固态流变成形浆料温度低,对模具热冲击小,模具寿命长。

基于半固态流变技术的技术工艺特点，目前已有356、357等Al-Si-Mg合金使用到半固态流变成形中，这些Al-Si-Mg合金经过T6热处理的抗拉强度为260-320Mpa、屈服强度为180-250Mpa、延伸率为3-5％，不能满足车辆和通信等设备结构件对于材料强度及韧性的要求。

发明内容

针对现有半固态成形技术下的铝合金材料难以满足材料力学强度性能要求以及韧性要求的问题，本发明提供了一种半固态成形铝合金以及制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种半固态成形铝合金，包括如下质量百分比的组分：

Si的含量为5.5-6.5％，Cu的含量为2.5-3.5％，Mg的含量为0.3-0.4％，Mn的含量不大于0.03％，Fe的含量为0.05-0.2％，Ni的含量不大于0.03％，Zn的含量不大于0.05％，Ti的含量为0.02-0.2％，B的含量为0.001-0.004％，Sr的含量为0.01-0.05％，余量为Al及其他元素，所述其他元素的总量不大于0.1％。

可选地，Si的含量为5.7-6.2％，Cu的含量为2.9-3.2％，Mg的含量为0.35-0.4％，Mn的含量不大于0.02％，Fe的含量为0.1-0.15％，Ni的含量不大于0.03％，Zn的含量不大于0.04％，Ti的含量为0.06-0.15％，B的含量为0.002-0.003％，Sr的含量为0.02-0.03％，余量为Al及其他元素，所述其他元素的总量不大于0.1％。

可选地，所述铝合金中，Mn的含量0.01-0.03％，Ni的含量0.01-0.03％，Zn的含量0.02-0.05％。

可选地，所述其他元素包括Cr和Sn中的一种或两种。

可选地，所述其他元素中的单个元素的质量百分比不大于0.05％。

另一方面，本发明还提供了一种半固态成形铝合金，包括以下操作步骤：

按照铝合金中各元素配比称取所需比例的原料，在熔炼炉中加入原料进行熔炼；

经过精炼除气处理后，浇铸得到铝合金铸锭；

将所述铝合金铸锭熔化除渣，经过旋转的石墨转子充入惰性气体，净化熔体，将所述熔体浇入坩埚中，并对坩埚进行偏心旋转，制备得到铝合金半固态浆料；