[发明专利]一种提高铸造铝铜合金流动性能的方法

说明书

本发明涉及一种提高铸造铝铜合金流动性能的方法，是以Al粉50wt%、Ti粉40～45wt%、石墨粉3～8wt%，La₂O₃粉0.5～1%，Y₂O₃粉0.5～1%混合压制成型，高能激光自蔓延燃烧得到自蔓延产物，再将自蔓延产物加入熔化的铝液中，稀释至Ti元素含量5～5.3wt%，浇注得到的中间合金，向熔炼均匀的铝铜合金中添加铝铜合金质量0.3～1.5wt%的Al‑Ti‑C‑La‑Y中间合金铸锭，熔炼均匀得到流动性能提升的铝铜合金熔液。本发明通过将Al‑Ti‑C‑La‑Y中间合金引入熔炼的铸造铝铜合金中细化晶粒，熔断枝晶，缩短铸造铝铜合金的结晶区间，从而提升铸造铝铜合金的流动性能和铸造性能，为生产复杂薄壁铝铜合金铸件提供技术支持。

技术领域

本发明属于铝铜合金铸造技术领域，涉及一种能够提高铸造铝铜合金流动性能的方法。

背景技术

铸造铝铜合金作为一种高强度铝合金，凭借其良好的室温性能与高温性能，在航空航天、汽车、船舶、军工等领域得到了广泛的应用。

铸造铝铜合金在具备高强度、高模量、高耐腐蚀性的同时，通过热处理还具备极好的强韧性，能够表现出优异的综合力学性能，是产品轻量化，实现未来以铸代锻、以铝代钢的理想材料。

但是，与其他系列铸造铝合金相比，目前铸造铝铜合金主要存在以下问题：1）、铸造铝铜合金的凝固方式属于糊状凝固，由于合金的结晶温度区间范围较宽，且铸件温度分布比较平坦，在较宽的凝固区间内，液、固并存的凝固区贯穿整个断面，导致合金液的黏度较大，流动性较差。2）、在铝铜合金的凝固过程中，枝晶沿着固液界面不断生长，二次枝晶臂的生长阻碍了铝液的流动和补缩能力，产生晶粒尺寸较大的枝晶组织。

由于上述因素，导致铸造铝铜合金的流动性较差，在铸造过程中容易产生冷隔、浇不足等缺陷，直接影响铝铜合金的充型性能。特别是对于精密铸造的复杂薄壁构件，常常使得薄壁处无法成形。以上问题严重阻碍了铝铜合金在铸造领域的进一步发展。

传统的改善方式是通过提高浇注温度，改善铝铜合金液的流动性能。但是，高温浇注往往会导致铸件的组织晶粒粗大，铸件性能降低。

另外一种改善方式是单一加入Ce、Nd、Er等稀土元素对铝铜合金进行改性，通过在固液界面前沿产生成分过冷，细化铝铜合金晶粒，从而提升铝铜合金液的流动性。然而在添加稀土时，需要延长熔炼时间以使稀土元素充分溶解，这会导致其他元素烧损加剧，同样也会降低铸件的性能。

解决和改善铸造铝铜合金上述两个问题，是提高铸造铝铜合金流动性问题的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高铸造铝铜合金流动性能的方法，以提升铸造铝铜合金的流动性，进而提升铸造铝铜合金的铸造性能，为生产复杂薄壁铝铜合金铸件提供技术支持。

本发明所述的提高铸造铝铜合金流动性能的方法是向熔炼均匀的铝铜合金中添加铝铜合金质量0.3～1.5wt%的Al-Ti-C-La-Y中间合金铸锭，熔炼均匀得到流动性能提升的铝铜合金熔液。

其中，所述的Al-Ti-C-La-Y中间合金是以Al粉50wt%、Ti粉40～45wt%、石墨粉3～8wt%，La₂O₃粉0.5～1%，Y₂O₃粉0.5～1%混合压制成型，高能激光自蔓延燃烧得到自蔓延产物，再将自蔓延产物加入熔化的铝液中，稀释至Ti元素含量5～5.3wt%，浇注得到的中间合金。

其中，本发明所述的铸造铝铜合金可以包括但不限于是ZL201A、ZL202、ZL203、ZL205A、ZL207等各种铸造成型的铝铜合金。