[发明专利]过共晶Al-Fe合金半固态挤压及热处理方法

摘要

本发明涉及过共晶Al-Fe合金半固态挤压及热处理方法，属于挤压和半固态成形技术领域。所述方法包括半固态浆料的制备和半固态成形工艺参数的设计。合金的化学成分按重量百分数计算为：Fe：4.0～6.0；Cu：3.0～5.0；Zn：3.0～4.0；Mn：0.5～1.5；Mg：0.4～1.5；其余为Al。成分设计的目的是利用合金化消减粗大Al3Fe相的有害作用，成形工艺是将合金熔炼后采用半固态挤压成形。该工艺可以实现铝合金良好的耐磨、耐热性能、高强度特点，同时具有流程短、耗能低、质量高和近净成型的优点。

主权项

过共晶Al‑Fe合金半固态挤压及热处理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：（1）半固态坯锭的制备：将化学成分按重量百分数计算为：Fe：4.0~6.0、Cu：3.0~5.0、Zn：3.0~4.0、Mn：0.5~1.5、Mg：0.4~1.5、其余为Al的合金在井式电阻炉中熔炼，熔炼温度为820‑880℃，将溶清的铝液浇铸到石墨坩埚中，石墨坩埚外加电磁搅拌器，铝液在电磁搅拌下凝固，搅拌电压为120‑160V，得到铸态过共晶Al‑Fe合金坯锭；（2）半固态挤压成型：将铸态过共晶Al‑Fe合金坯锭在电阻炉中再次加热，加热温度为550‑600℃，加热保温时间为1‑2小时，得到具有半固态组织特征的坯料，然后将坯料放入半固态成形模具中，将坯料和模具一起加热到600‑660℃，保温15‑90min；随后将具有半固态组织特征的坯料挤压成型，采用挤压比6MPa~250MPa，挤压速度0.5‑12mm/s，保压时间为10‑300s，得到半固态成型铸件；（3）半固态成型铸件的热处理：将半固态成型铸件在300~400℃出模，铸件出模后在温水中直接淬火，将淬火后的半固态铸件进行人工时效处理，时效温度为150~195℃，时效时间为4~16小时，该热处理工艺不但拿提高了合金铸件的力学性能，也简化了热处理工艺节约了能源，降低了生产成本。