[发明专利]一种高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）熔炼：在氩气气氛下，将按照以质量百分数计的原料按比例投入熔化炉内加热到730-770℃进行2h熔炼，形成铝合金熔液，7.8-8.8%的Si、小于0.15%的Fe、小于0.05%的Zn、小于0.05%的Mn、小于0.01%的Cu、0.4-0.5%的Mg、余量为Al的金属材料；

2）精炼：在步骤1）中的铝合金熔液中加入稀土元素La、Y、Er、Yb、Ce、Re、Nd中的1~2种，以及Sr、Ti、B₄C粉末，加入量分别以质量百分数计为0.15-0.02%、0.04-0.05%、0.05-0.06%和0.5-1%，并加入精炼剂和除渣剂，进行搅拌，并不断冲入氮气，精炼时间为20-25min；

3）铸造：精炼结束后对铝合金进行铸造；

4）微波短时热处理：短时固溶处理温度为540-560℃，时间为100-120min；一次短时时效处理温度为160-170℃，时间为80-90min；二次短时时效处理温度为170-180℃，时间为80-90min。

2.根据权利要求1所述的高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中金属材料还包括以质量百分数计的不大于0.01%的Pb、不大于0.01%的Sn、不大于0.02%的Ni、不大于0.002%的Sb、不大于0.01%的Ca。

3.根据权利要求1所述的高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中精炼剂和除渣剂的加入量均为熔融金属总重量的0.06-0.09%。

4.根据权利要求3所述的高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金的制备方法，其特征在于：所述清渣剂包括以质量百分数计的8-12%的冰晶石、20-22%的氯化钠、20-22%的氯化钾、18-22%的氯硅酸钠、16-20%的氯钛酸钾、10-14%的氯硼酸钾。

5.根据权利要求3所述的高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金的制备方法，其特征在于：所述精炼剂包括以质量百分数计的14-16%的冰晶石、14-16%的氯化钠、20-22%的氯化钾、8-12%的氯硅酸钠、8-12%的六氯乙烷、14-16%的氟化钠、14-16%的氟硅酸钠。

6.根据权利要求1所述的高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中氮气冲入速度为1~2ml/s。

7.根据权利要求1所述的高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中铸造压力为1500mbar，保温时间60s，铸造温度为680-710℃。

8.根据权利要求1所述的高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中的微波热处理炉的功率为5～9kW。

9.权利要求1-8中任一项所述制备方法制备的高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金，其特征在于，所述铝合金中的主要的化学成分按质量百分数计为：7.8-8.8%的Si、小于0.15%的Fe、小于0.05%的Zn、小于0.05%的Mn、小于0.01%的Cu、0.4-0.5%的Mg、余量为Al。

10.权利要求9中所述高强韧耐磨Al-Mg-Si系铸造铝合金，其特征在于，抗拉强度为290~321MPa ，屈服强度275~290MPa ，延伸率为8~11%，硬度为95~107HV。