[发明专利]一种高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金及其制法与应用

权利要求书

1.一种高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金，其特征在于，以质量分数计，各组分含量为： Si：13%～14%，Cu：0～0.4%，Mg：0.2%～0.4%，Mn：0～0.5%，Cr：0～0.5%，Zr：0～0.25%，Zn：0～0.5%，Ti：0.05%～0.25%，Re：0～0.5%，余量为Al及不可避免的杂质；所述高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金，其在T6状态下，室温抗拉强度为250～300MPa，延伸率5～10%，弹性模量为大于78GPa；其制备方法包括如下步骤：

步骤1：按照高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金的各组分含量，称量各组分原料；

步骤2：原料Al加热熔化后，得到铝熔体；再将除了Mg以外的其他原料加入铝熔体中，直至熔化后，再加入原料Mg，待Mg熔化后，搅拌均匀，得到合金熔体；在上述整个熔炼过程中，控制合金熔体的温度为680~800℃；

步骤3：向合金熔体中，加入精炼剂进行精炼后，再加入Sr变质剂进行变质，得到变质后的合金熔体；变质剂的加入量为变质后的合金熔体中Sr的残留质量百分比为0.02%~0.06%；

步骤4：将变质后的合金熔体除气后，进行扒渣，再于680~760℃静置10~60min，得到金属液体，浇铸后得到铝-硅系铸造合金；

步骤5：将铝-硅系铸造合金进行固溶-时效处理，得到高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金。

2.根据权利要求1所述的一种高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金，其特征在于，所述高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金中杂质总含量≤1.0%，且Fe≤0.5%，其余单个杂质含量≤0.1%。

3.根据权利要求1所述的一种高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，原料Si为金属硅和/或铝硅中间合金；原料Cu为铝铜中间合金和/或铜添加剂；原料Mg为工业纯镁锭；原料Mn为铝锰中间合金和/或锰添加剂；原料Cr为铝铬中间合金和/或铬添加剂，原料Zr为铝锆中间合金；原料Ti为铝钛中间合金和/或钛添加剂；原料Zn为工业纯锌锭；Re为La或/和Ce，原料Re为铝镧中间合金或铝铈中间合金，或铝-镧铈混合稀土中间合金；原料Al为铝锭、重熔铝锭或铸造铝合金锭中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，精炼剂为能够对合金熔体具有精炼效果的精炼剂，精炼剂的加入质量为合金熔体总质量的0.2~0.8%，精炼温度为700~780℃，精炼时间为20~60 min。

5.根据权利要求1所述的一种高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，Sr变质剂选用Al-10Sr合金变质剂。

6.根据权利要求1所述的一种高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，浇铸铸件时，采用金属型浇铸，根据铸件尺寸不同，控制金属液体的冷却速度为10⁰-10²℃/s，使金属液体在亚快速冷却状态下凝固。

7.根据权利要求1所述的一种高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，固溶处理的工艺为：在500~550℃保温2~12h；时效处理的工艺为：在120~220℃保温2~12h。

8.一种基于权利要求1或2所述高塑性高弹性模量铝-硅系铸造合金在制备高塑性高弹性模量产品的应用。