[发明专利]一种高强韧铸造铝合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强韧铸造铝合金材料，其特征在于，包括以质量百分数计的如下元素：Zn3.0-5.0wt.％，Mg 3.0-5.0wt.％，Cu 0.8-1.2wt.％，Mn 0.2-0.4wt％，Ti 0.005-0.20wt.％，B 0.005-0.20wt.％，余量为Al；其他杂质总量和≤0.30wt.％。

2.根据权利要求1所述的高强韧铸造铝合金材料，其特征在于，所述高强韧铸造铝合金材料还包括Zr 0.005-0.20wt.％，稀土元素RE 0.005-0.20wt.％；所述稀土元素包括Sc、Er、Ce、Y、La中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求2所述的高强韧铸造铝合金材料，其特征在于，所述Zr与RE元素的质量比为0.8-1.2：1。

4.一种如权利要求1或2所述的高强韧铸造铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1：熔炼合金，制备铝合金熔体；

S2：对熔体进行铸造，得到铝合金毛坯铸件；

S3：将铝合金毛坯铸件进行热处理，即得所述高强韧铸造铝合金材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述熔炼合金包括如下工艺：

(1)备料：按各合金元素的重量百分比称取原料，预热；所述原料包括纯Al、纯Zn、纯Mg、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Zr中间合金、Al-RE中间合金、Al-Ti-B中间合金中的多种；

(2)熔炼：

合金中不包含Zr、稀土元素时，先将纯铝进行熔化，随后升温至730-750℃，随后添加Al-Mn和Al-Cu中间合金进行熔化；熔化完毕后降温至700-720℃，加入纯Zn，搅拌至熔清；随后待熔体降温至680-695℃时，加入纯Mg，将其压入坩埚底部区域进行熔化；

合金中包含Zr、稀土元素时，先将纯铝进行熔化，随后升温至760-780℃添加Al-Zr和Al-RE中间合金，搅拌至熔清；将熔体降温至730-750℃，随后添加Al-Mn和Al-Cu中间合金进行熔化；熔化完毕后降温至700-720℃，加入纯Zn，搅拌至熔清；随后待熔体降温至680-695℃时，加入纯Mg，将其压入坩埚底部区域进行熔化；

(3)精炼、变质：将步骤(2)的熔体升温至720-740℃，在熔体中通入带有精炼剂粉末的气体进行喷粉精炼除渣除气处理，静置后，撇去熔体表面浮渣；随后在熔体温度为700-710℃时，加入Al-Ti-B中间合金进行细化、变质处理，处理完即得所述铝合金熔体。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预热为200-300℃温度下进行烘干1-3小时。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述精炼剂为不含Na离子的盐类熔剂，包括KCl、MgCl₂、CaF₂中的一种或多种；添加量为熔体总质量的0.1-1.0％。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述铸造的浇注温度在690-710℃，模具需预热至100-300℃。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，铸造的工艺为重力铸造或低压铸造；铸造的模具为金属型或砂型模具。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，热处理包括固溶处理和时效处理；所述固溶处理是在450-490℃的条件下保温10-60小时；所述时效处理是在100-200℃的条件下保温4-40小时。