[发明专利]一种轻稀土掺杂硅铝合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻稀土掺杂硅铝合金及其制备方法。所述轻稀土掺杂硅铝为在金属铝中掺有硅、铁、铜、锰、镁、铬、锌、钛、锆和轻稀土金属，合金按重量100份数计，组分为：硅：3～12份；铁：0.08～0.15份；铜：2.0～2.6份；锰：0.01～0.1份；镁：1.9～2.6份；铬：0.01～0.04份；锌：5.7～6.7份；钛：0.04～0.06份；锆：0.1～0.14份；轻稀土金属：1～4份。本合金具有满足使用的要求的机械性能和热稳定性、良好的导热性能及安全性和高性价比，用其制造微光夜视头盔的结构件，能在获得可靠成像效果的同时，满足复杂环境使用需求。

技术领域

本发明属于铝合金材料技术领域，涉及一种轻稀土掺杂碳铝合金及其制备方法，本合金适用于微光夜视头盔结构件制造。

背景技术

目前，微光夜视头盔是指在野外或者低照度环境下，辅助佩戴人员具备正常观察能力的头戴装备。它不但能应用于军警执行任务的场合，在电力夜间抢修，大型农机夜间抢收抢种等场合都有极大的应用潜力。由于此装备配备多种光电设备，对其结构材料在力学性能、热学性能方面有较高要求。现有的硅铝合金，在材料强度，热膨胀系数及加工性能方面，难以切合该头盔的实际使用需求。通常添加的铁、铜、锌、银、镁、镍、锗、锡等元素，虽然改善了合金的强度，但是由于Si的不均匀分布，使得材料均匀性较差，本发明通过轻稀土加入，可改善微合金的形貌，在提高合金性能的同时提升其均匀性，适应于微光夜视头盔架构件的制造，在价格、加工成本、刚度、重量、热稳定性方面符合要求。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种轻稀土掺杂硅铝合金及其制备方法，以满足微光夜视头盔结构件的制造要求，可通过采用如下技术方案达到：

一种轻稀土掺杂硅铝合金，在金属铝中掺有Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Gr、Zn、Ti、Zr和轻稀土金属；按轻稀土掺杂硅铝合金重量100份数计，各掺杂元素的组分为： Si：3～12份；Fe：0.08～0.15份；Cu：2.0～2.6份；Mn：0.01～0.1份；Mg：1.9～2.6份；Gr：0.01～0.04份；Zn：5.7～6.7份；Ti：0.04～0.06份；Zr：0.1～0.14份；轻稀土金属：1～4份。

所述轻稀土金属为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕的任意一种或多种混合物。

并且：硅和稀土的质量比为：硅：稀土＝3:1。

一种轻稀土掺杂硅铝合金的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：对Si、铝锭、轻稀土金属稀土和其他原料进行预处理，主要采用研磨细化的方式使原料粒径在10mm以下，然后进行精确称量；

步骤2：将Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Gr、Zn、Ti、Zr、轻稀土金属和铝加入到熔炼炉的坩埚中，设置熔炼炉的温度并在开始熔融时不断搅拌，并向熔炼炉内通入稀有气体；

步骤3：当搅拌均匀时将熔化后的熔液注入模具中，并对胚体进行热处理，通过调节热处理的温度和时间高低降低或消除偏析；

步骤4：对胚料进行挤压处理，提高其机械性能；

步骤5：将坯料进行机械加工成所需的微光夜视头盔结构件，对加工后的部件进行渗透探伤。

优选的，在步骤2中使用的坩埚为刚玉制。

优选的，在步骤2中，加入的稀有气体为氦、氖、氩、氪和氙中的一种或多种，搅拌使用的器具是刚玉器具。

优选的，在步骤2中，熔炼加热范围为800～1200℃。

优选的，在步骤3中，热处理采用的是将工件加热到800～1000℃，长时间保温5～24小时后随炉冷却。

本发明的有益技术效果：按照本发明的一种轻稀土掺杂硅铝合金及其制备方法，新型复合材料具有满足使用的要求的机械性能和热稳定性、良好的导热性能及安全性和高性价比，用其制造微光夜视头盔的结构件，能在获得可靠成像效果的同时，满足复杂环境使用需求。

具体实施方式