[发明专利]一种高强度ZL114A铝合金及其制备方法

说明书

本发明属于合金铸造技术领域，具体涉及一种高强度ZL114A铝合金及其制备方法；其是由主要材料和辅料组成；所述的主料为：Al99.95、Mg99.90、AlSi12A、AlMn10、纯度为99.95％的银粉、AlBe3、AlCu50、变质剂、纳米晶孕育剂；辅料为：99.99％的氩气、PUREAL LP 101A环保型铝合金溶剂；炉料按质量比计为：Si7.0％‑7.2％、Mg0.55％‑0.65％、Ti0.10％‑0.20％、Sr0.03％‑0.06％、Be0.05％‑0.08％、Cu0.03％、Mn0.03％、Ag0.03％、Al为余量。本发明通过调整材料配制方案及熔炼方法，细化材料组织，降低熔体含气量，从而显著提高材料性能，使其满足新一代航天航空产品的更高性能指标需求。

技术领域

本发明属于合金铸造技术领域，具体涉及一种高强度ZL114A铝合金及其制备方法。

背景技术

ZL114A属航空、航天领域应用十分广泛的高强度铸造铝合金，在HB962中，ZL114A在T6状态下要求σ_b≥300MPa，σ_0.2≥220MPa，δ5≥4％。随着航空航天产品技术指标的提升，对构件的力学性能也提出了更高的要求，要求σ_b≥320MPa，σ_0.2≥280MPa，δ5≥4％。仅达到航空标准已无法满足性能要求，需进一步提高材料的力学性能指标。

目前铝合金精炼一般采用单纯氩气或者六氯乙烷+氩气的工艺。单纯氩气精炼处理的合金液，在纯净度上难以满足高性能铸件的使用要求，而采用六氯乙烷会产生有毒有害气体和粉尘，污染环境，有害人体健康。

铸造铝合金的力学性能，很大程度上取决于所制备材料的质量，要进一步提高材料的力学性能，需从材料的配制及熔炼过程控制上入手，进一步细化晶粒组织，减少夹杂及含气量，提高环保性。采用现有通用熔炼技术显然无法达到指标要求。

现有一些针对提高铝合金强度的技术研究，如公告号为CN112831700B的专利文件公开了一种接触网用高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，合金成分按质量百分数包括：Si：0.98-1.35％、Mg：1.7-2.2％、Cu：0.045-0.087％、Fe：0.04-0.11％、Zn：0.01-0.037％、Cr：0.1-0.16％、Mn：0.47-0.53％、Ti：0.01-0.05％、Zr：0.1-0.15％、Sn：0.04-0.09％、Te+Sb：0.013-0.025％、Sc+Be：0.05-0.12％、Ag+Sr+Y：0.2-0.8％、余量为Al。其制备方法为：将各原料熔炼铸造成铸锭后，将铸锭在460-470℃下保温2-4h，在520-548℃下保温2-5h，再在555-570℃下保温3-7h，然后冷却至室温，挤压后淬火得到坯件，再将得到的坯件进行热处理得到所述接触网用高强度耐腐蚀铝合金。此技术所用材料为变形铝合金，合金元素种类多，成本高，制成坯料后必须进行挤压后才可使用。该材料为变形铝合金，只能通过机加制作零件，无法用于铸件生产。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种高强度ZL114A铝合金及其制备方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

1、一种高强度ZL114A铝合金，其是由主要材料和辅料组成；

所述的主料为：Al99.95、Mg99.90、AlSi12A(中间合金)、AlMn10(中间合金)、纯度为99.95％的银粉、AlBe3(中间合金)、AlCu50(中间合金)、变质剂、纳米晶孕育剂；辅料为：99.99％的氩气、PUREAL LP 101A环保型铝合金溶剂；炉料中各成分按质量分数计为：Si7.0％-7.2％、Mg0.55％-0.65％、Ti0.10％-0.20％、Sr0.03％-0.06％、Be0.05％-0.08％、Cu0.03％、Mn0.03％、Ag0.03％、Al为余量。

进一步，所述的变质剂为AlSr10；所述的纳米晶孕育剂为AlTi2.5C0.3B0.3。