[发明专利]一种再生铝合金及其制备方法

说明书

本发明属于铝合金领域，涉及一种再生铝合金及其制备方法。再生铝合金成分主要包括：Si 6.5～17％，Fe 1～5％，Mn 0.5～1.5％，杂质元素0～1％，余量的Al。再生铝合金的制备方法：将废旧铝材熔化，通过添加Al‑Fe，Al‑Si，Al‑Mn等中间合金及纯Al调节铝液成分来达到成分要求，经精炼、保温后，浇注，对熔体施加机械振动，待温度降至半固态温度区间时，进行流变挤压铸造，最终获得一种再生铝合金。本发明通过机械振动、流变挤压铸造，制备了一种综合性能好，可保级利用的再生铝合金，制备方法具有工艺简单，成本低等优点。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体而言，涉及一种再生铝合金及其制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

铝合金由于具有密度低、强度高、塑性好，优良的导热、导电、抗蚀性等优点，而被广泛应用到航空航天、交通运输、建筑、汽车等各个领域。随着经济的快速发展，铝合金的消耗量逐年增加，成为仅次于钢铁的第二大金属材料。在能源日益短缺、环保政策日益严格的大环境下，要大力促进铝合金的循环再利用。

铝及铝合金的产品制造产生的边角料、报废品以及完成使用期限的废品统称为废杂铝，包括工艺边角料、报废汽车、废旧易拉罐、废旧铝合金门窗等。废杂铝由于来源广、杂质含量高等，造成再生铝合金产品面临降级使用、附加值不高等问题，产生了资源能源的浪费。因此，改善再生铝合金的综合性能，实现其保级利用是本领域技术人员急需研究的问题。

再生铝合金的晶粒粗大，成分偏析，存在气孔、缩松等铸造缺陷，严重影响合金性能，使得材料废品率较高。此外，Fe元素在铝合金中一直被认为是危害最大的杂质元素，并随着再生铝的生命循环次数的增加，含量逐渐增加。由于Fe在铝中的固溶度仅为0.05wt.％，大部分的Fe均在铝基体中形成了粗大狭长的针片状脆性富Fe相，对铝合金基体产生了严重的割裂作用，造成铝合金制品的塑性、韧性等明显下降。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种综合性能好的再生铝合金，其具有优良的综合力学性能，较高的强度，且不含贵金属，成本低，具有较好的经济效益。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种再生铝合金，由如下质量百分数的化学成分组成：Si 6.5～17％，Fe 1～5％，Mn 0.5～1.5％，余量Al和不可避免的杂质。

元素Si通常做铝合金中的一种基本元素，加入适量的Si能大幅改善铝合金的流动性和耐蚀性能。加入Fe元素，当形成的富Fe化合物呈汉字状、树枝等形态时，常作为基体强化相，可以提高合金的耐磨性、高温性能及力学性能。元素Mn的加入可有效改善富Fe相的形貌，Mn元素与Fe元素的原子尺寸相近，易与Fe形成置换固溶体，在含Fe的Al-Si合金中加入Mn元素，可置换富Fe相中的Fe，改变富Fe相的晶体结构和优势生长取向，从而消除针状富Fe相。

本发明的第二个方面，提供了一种再生铝合金的制备方法，包括：

将废旧铝材熔化，向其中加入中间合金及纯Al使其化学成分组成达到目标含量，待熔化均匀后进行精练、保温、搅拌；

在凝固冷却过程中施加机械振动，降温至半固态温度区间进行流变挤压铸造；

所述目标含量为再生铝合金由如下质量百分比的化学成分组成：Si 6.5～17％，Fe 1～5％，Mn 0.5～1.5％，余量Al和不可避免的杂质。