[其他]低硅镁碲系高强度铸造铝合金

说明书

本发明属于铸造铝合金材料。

铝-硅-镁铸造铝合金在世界各国均广泛使用，其特点是流动性较好，热裂倾向很小，线收缩小，气密性较高。但是，在熔炼过程中有较大的吸气倾向，易产生针孔缺陷，并且机械性能尚不够高，例如采用工业纯原材料配制的铝合金，其强度一般为σb≤20～24kg/mm^-2，延伸率δ≤3%。如果采用锶或钠或锑进行变质处理，其机械性能有所改善，但一般达不到理想水平，吸气及产生针孔缺陷的问题仍然存在，甚至有加重的趋势。国外为了满足军工生产和高性能铸件用途的需要，不得不采用高纯度原材料进行熔制，其机械性能和吸气倾向均得到很大改善。但是采用高纯度原材料成本很高，工业纯铝的售价为每公斤4～6元，而高纯铝的售价为每公斤30元;至于高纯硅，其售价竟比工业纯硅高出约20～30倍，所以用高纯度原材料配制的铸造铝合金价格十分昂贵。

本发明就是针对上述存在的问题，使用工业纯原材料，采用碲微合金化或者碲和锑或碲和锶复合微合金化的主要技术措施研制出了价格便宜而机械性能很高的高强度铸造铝合金，其机械性能指标达到或超过国外用高纯度原材料配制的同类铝合金的水平。

本发明的要点是在我国铸造铝合金ZL101（主要成分为6～8%的硅;0.2～0.4%的镁;其余为铝）的基础上，适当地控制杂质元素铁、锰的含量，并相应地添加0.001%～0.200%的碲或同时添加0.001%～0.200%的碲和0.1～0.2%的锑或同时添加0.001%～0.200%的碲和0.04%～0.08%的锶。可用普通熔炼设备熔炼，并可使用工业纯原材料配制而成本发明的高强度铸造铝合金，其化学成分的范围可控制在：

ZLAlSi₇MgTeTi：Si6%～8%，Mg0.2%～0.4%，Ti0.1%～0.2%，Te0.001～0.200%;允许的杂质含量范围为Cu在0.3%以下，Fe在0.2%左右，Zn在0.5%以下，Mn在0.10%以下，其他杂质元素每种控制在0.10%以下且总量在0.20以下;其余为Al。

ZLAlSi₇MgTeSbTi：Si6%～8%，Mg0.2%～0.4%，Ti0.1～0.2%，Te0.001～0.2%，Sb0.1～0.2%;允许的杂质含量范围在Cu在0.3%以下，Fe在0.2%左右，Zn在0.5%以下，Mn在0.1%以下，其他杂质元素每种控制在0.10%以下且总量在0.20%以下;其余为Al。

ZLAlSi7MgTeSrTi：Si6%～8%，Mg0.2%～0.4%，Ti0.1%～0.2%，Te0.001～0.2%，Sr0.04%～0.08%;允许的杂质含量范围为Cu在0.3%以下，Fe在0.2%左右，Zn在0.5%以下，Mn在0.1%以下，其他杂质元素每种控制在0.01%以下且总量在0.20%以下;其余为铝。

由于在本发明的铝合金中添加0.001%～0.200%的碲或0.001%～0.200%的碲和0.1%～0.2%的锑或0.001%～0.200%的碲和0.04%～0.08%的锶，所以无论在金属型铸造或是在砂型铸造时，其铝合金液的吸气倾向均很小，流动性也有改善，最重要的是使其机械性能有了大幅度的提高。

将本发明的铝合金熔化并浇注成标准的砂型或金属型机械性能试样，不经机械加工，经相应的热处理后，进行抗拉试验，所获得的机械性能与国内外相近的铸造铝合金牌号进行比较，本发明的铝合金的机械性能指标比国标ZL101铝合金平均提高50～100%，达到了美国用高纯度原材料配制的铝合金A356.0（主要成分为：Si6.5%～7.5%，Mg0.2%～0.4%，Ti0.2%，其余为Al。）的先进水平。本发明还具备这样一些特点：铸造性能好;熔炼工艺简便;切削加工性能好，切削后的零件表面光洁度比不含碲的铝合金约为2;本发明的铝合金液体长时间（8小时）保持或铝合金重熔三次其机械性能基本保持不变。

本发明可适用于砂型铸造，金属型铸造或低压铸造等。可用来制造形状复杂的或薄壁铸件或对综合机械性能要求高的铸件或制造耐压致密铸件，也可以制造合金铸锭等。