[发明专利]一种Al-Si合金及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Al-Si合金，其特征在于，按质量百分含量计，包括Si 15.5～18％，Cu 2.8～4.5％，Mg 0.5～1.8％，Zr 0.18～0.22％，La 0.1～0.3％，Er 0.1～0.2％，Mn 0.15～0.2％，Fe 0.1～0.15％，余量为Al和不可避免的杂质，所述不可避免的杂质中，每种杂质的含量均低于0.01％；

所述Al-Si合金的制备方法，包括以下步骤：

按Al-Si合金的成分将制备原料进行熔炼，得到合金液；

将所述合金液进行精炼，得到精炼液；

在超声/电磁复合场作用下，基于半连续铸造工艺将所述精炼液进行成形处理，得到合金坯锭；

将所述成形处理所得合金坯锭进行加热处理，得到半固态坯料；

将所述半固态坯料进行挤压铸造，得到合金铸锭；

将所述合金铸锭进行淬火处理，得到淬火合金铸锭；

将所述淬火合金铸锭进行T6热处理，得到Al-Si合金；

所述成形处理包括：浇铸温度为680～720℃，超声功率为300～360W，超声频率为15～20kHz，电磁频率为20～30kHz，电磁强度为120～150A；引锭时冷却水压力为200～250m³/h，引锭速度为100～180mm/min。

2.权利要求1所述Al-Si合金的制备方法，包括以下步骤：

按Al-Si合金的成分将制备原料进行熔炼，得到合金液；

将所述合金液进行精炼，得到精炼液；

在超声/电磁复合场作用下，基于半连续铸造工艺将所述精炼液进行成形处理；

将所述成形处理所得合金坯锭进行加热处理，得到半固态坯料；

将所述半固态坯料进行挤压铸造，得到合金铸锭；

将所述合金铸锭进行淬火处理，得到淬火合金铸锭；

将所述淬火合金铸锭进行T6热处理，得到Al-Si合金；

所述成形处理包括：浇铸温度为680～720℃，超声功率为300～360W，超声频率为15～20kHz，电磁频率为20～30kHz，电磁强度为120～150A；引锭时冷却水压力为200～250m³/h，引锭速度为100～180mm/min。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备原料包括纯铝锭和中间合金；

所述熔炼包括：将纯铝锭进行第一熔炼，待部分纯铝锭熔化后，加入所述中间合金进行第二熔炼；所述第一熔炼的温度为720～770℃，时间为1～5h，所述第二熔炼的温度为700～760℃，时间为1～4h；所述部分纯铝锭占纯铝锭总质量的45～65％。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述精炼为喷粉精炼，所述喷粉精炼的操作参数包括：除气机的旋转速度为100～140rpm，进口压力为0.2～0.6MPa，出粉量为1～3.5kg/min，精炼时间为10～40min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热处理在中频感应炉中进行，所述加热处理的温度为570～600℃，时间为15～30min；

所述挤压铸造的操作参数包括：比压为580～620MPa，保压时间为40～60s，挤压速度为5～12mm/s。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述淬火处理的时间为30～100s；所述淬火处理采用的淬火介质为10wt％的NaCl水溶液，所述NaCl水溶液的温度为17～28℃；

所述T6热处理包括依次进行的固溶处理和时效处理；所述固溶处理的温度为500～525℃，时间为20～100min；所述时效处理的温度为170～190℃，时间为8～12h。

7.权利要求1所述Al-Si合金或权利要求2～6任一项所述制备方法制备得到的Al-Si合金在汽车零部件中的应用。