一種鋁合金制備工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁合金制備工藝，包括以下步驟：第一步：加入ZL101鋁錠全部熔化后覆蓋熔體；第二步：加入變質(zhì)劑Te、Sb其中的一種后保溫；第三步：加入稀土元素La、Ce、Y、Hf其中的一種或幾種后保溫。將經(jīng)上述處理后的ZL101合金熔體經(jīng)精煉后便可澆注成錠或零件，冷卻后便可得高韌性ZL101鋁硅合金。本發(fā)明采用稀土元素、長(zhǎng)效變質(zhì)劑的聯(lián)合作用實(shí)現(xiàn)α-Al及共晶Si的形貌可控，抑制了凝固過(guò)程中α-Al樹(shù)枝晶的形成及長(zhǎng)條狀共晶硅的生成，從而制備出高韌性的ZL101鋁硅合金。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種紹合金制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料制備，尤其是一種ZLlOl鋁硅合金制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]Al-Si合金具有優(yōu)異的鑄造性能和良好的機(jī)械性能與物理化學(xué)性能，是鋁基鑄造合金中最重要的一個(gè)系列，占鋁鑄件總產(chǎn)量的85%~90%。鑄造Al-Si合金的機(jī)械性能取決于初晶α -Al、共晶硅、二次相金屬間化合物及孔隙的形態(tài)、大小與分布。
[0003]晶粒細(xì)化可同時(shí)提高招合金強(qiáng)度及延伸率,改善機(jī)械性能、改善凝固時(shí)的補(bǔ)縮能力、提高鑄件致密度、減少鑄造疏松和裂紋，改善第二相的分布及提高鑄件表面光潔度等。
[0004]傳統(tǒng)的晶粒細(xì)化方法是向鋁合金中加入鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，由于傳統(tǒng)成型模式下鑄造合金的晶粒度已達(dá)到極限，因此，目前的細(xì)化方法較難滿足汽車(chē)、航空航天領(lǐng)域?qū)τ诟唔g性鋁合金的需求。其它獲得細(xì)晶的方法，如快速凝固、噴射沉積在復(fù)雜零件的直接鑄造成型方面存在應(yīng)用瓶頸，因此，在不降低強(qiáng)度的前提下，如何獲得高韌性鋁硅合金的制備是高性能招娃合金發(fā)展的主要難點(diǎn)之一。
[0005]文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，張亦杰等(AlTiB納米晶粒細(xì)化劑對(duì)ZLlOl合金力學(xué)及阻尼性能的影響，稀有金屬材料與工程，2006，35 (3):476-479)通過(guò)晶粒細(xì)化，可使ZLlOl合金的延伸率由原來(lái)的3.9%提高至6.5%。雖然通過(guò)該方法可以有效提高鋁硅合金的延伸率，但對(duì)于汽車(chē)、航空航天領(lǐng)域高韌性(延伸率大于12%)的需求仍有很大差距。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請(qǐng)針對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)`技術(shù)中鋁硅合金延伸率偏低的缺點(diǎn)，提供一種高韌性ZLlOl鋁硅合金制備技術(shù)。本發(fā)明通過(guò)晶體生長(zhǎng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)凝固過(guò)程中α-Al及共晶Si的形貌可控。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
(1)加入ZLlOl鋁硅合金全部熔化后覆蓋熔體；
(2)加入變質(zhì)劑Te、Sb其中的一種后保溫；
(3)加入稀土元素La、Ce、Y、Hf其中的一種或幾種后保溫；
將經(jīng)上述處理后的ZLlOl鋁硅合金熔體經(jīng)精煉后便可澆注成錠或零件，冷卻后便可得高韌性ZLlOl鋁硅合金。
[0008]步驟(2)中，Te、Sb的加入溫度在680°C~740°C之間，加入總量為鋁硅合金熔體質(zhì)量的0.1~0.5%，保溫時(shí)間為15~60 min。
[0009]步驟(3)中，元素La、Ce、Y、Hf的加入溫度在700°C~730°C之間，加入總量為鋁硅合金熔體質(zhì)量的0.1~1%，保溫時(shí)間為5~15 min。
[0010]與現(xiàn)有工藝相比，本發(fā)明采用稀土元素、長(zhǎng)效變質(zhì)劑的聯(lián)合作用實(shí)現(xiàn)α-ΑΙ及共晶Si的形貌可控，抑制了凝固過(guò)程中α-Al樹(shù)枝晶的形成及長(zhǎng)條狀共晶硅的生成，從而制備出高韌性的ZLlOl鋁硅合金?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]結(jié)合本發(fā)明的內(nèi)容提供以下實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的理解。
[0012]實(shí)施例1:將ZLlOl鋁硅合金IOKg放入坩堝中熔化，溫度達(dá)到680°C時(shí)，加入鋁硅合金熔體質(zhì)量0.1%的Te，保溫15 min。待熔體溫度為700°C加入鋁合金熔體質(zhì)量的0.l%La，保溫5min，精煉后澆入模具內(nèi)便得具有良好機(jī)械性能的ZLlOl鋁硅合金，α -Al呈橢圓形，共晶硅呈短棒狀。對(duì)合金試棒進(jìn)行Τ6處理后作拉伸實(shí)驗(yàn)，其延伸率為12%，抗拉強(qiáng)度為300MPao
[0013]實(shí)施例2:將ZLlOl鋁硅合金IOKg放入坩堝中熔化，溫度達(dá)到740°C時(shí)，加入鋁硅合金熔體質(zhì)量的0.5%Sb，保溫60 min。待熔體溫度為730°C加入鋁硅合金熔體質(zhì)量0.3%的La、0.3%的Ce、0.2%的Y、0.2%的Hf，保溫15min，精煉后澆入模具內(nèi)便得具有良好機(jī)械性能的ZLlOl鋁硅合金，α-Al呈球形，共晶硅呈近球狀。對(duì)合金試棒進(jìn)行Τ6處理后作拉伸實(shí)驗(yàn)，其延伸率為18%，抗拉強(qiáng)度為290MPa。
[0014]實(shí)施例3:將ZLlOl鋁硅合金IOKg放入坩堝中熔化，溫度達(dá)到710°C時(shí)，加入鋁硅合金熔體質(zhì)量0.2%的Te、0.1%的Sb，保溫40 min。待熔體溫度為715°C加入鋁硅合金熔體質(zhì)量0.2%的La、0.3%的Y，保溫lOmin，精煉后澆入模具內(nèi)便得具有良好機(jī)械性能的ZLlOl招娃合金，α -Al呈橢圓形,共晶娃呈短棒狀。對(duì)合金試棒進(jìn)行Τ6處理后作拉伸實(shí)驗(yàn),其延伸率為16%，抗拉強(qiáng)度為295MPa。
[0015]以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋?zhuān)皇菍?duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金制備工藝，包括以下步驟: 第一步:加入ZLlOl鋁硅合金全部熔化后覆蓋熔體； 第二步:加入變質(zhì)劑Te、Sb其中的一種后保溫； 第三步:加入稀土元素La、Ce、Y、Hf其中的一種或幾種后保溫； 第二步中，加入溫度在680 0C~740 0C之間，加入總量為鋁硅合金熔體質(zhì)量的0.1~0.5%，保溫時(shí)間為15~60 min ； 第三步中，加入溫度在700°C~730°C之間，加入總量為鋁硅合金熔體質(zhì)量的0.1~1%，保溫時(shí)間為5~15 min。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種鋁合金制備工藝，其特征在于:將ZLlOl鋁硅合金IOKg放入坩堝中熔化，溫度達(dá)到680°C時(shí)，加入鋁硅合金熔體質(zhì)量0.1%的Te，保溫15 min ;待熔體溫度為700°C加入鋁合金熔體質(zhì)量的0.l%La，保溫5min，精煉后澆入模具內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種鋁合金制備工藝，其特征在于:將ZLlOl鋁硅合金IOKg放入坩堝中熔化，溫度達(dá)到740°C時(shí)，加入鋁硅合金熔體質(zhì)量0.5%的Sb，保溫60 min ;待熔體溫度為730°C加入鋁硅合金熔體質(zhì)量0.3%的La、0.3%的Ce、0.2%的Y、0.2%的Hf，保溫15min，精煉后澆入模具內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種鋁合金制備工藝，其特征在于:將ZLlOl鋁硅合金IOKg放入坩堝中熔化，溫度達(dá)到710°C時(shí)，加入鋁硅合金熔體質(zhì)量0.2%的Te、0.1%的Sb，保溫40min ;待熔體溫度為715°C加入鋁硅合金熔體質(zhì)量0.2%的La、0.3%的Y，保溫lOmin，精煉后澆入模具內(nèi)。
【文檔編號(hào)】C22C1/02GK103866166SQ201410077232
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】王立生, 張振棟, 劉春海, 王永寧, 朱志華, 李昌海 申請(qǐng)人:中信戴卡股份有限公司