一種高強(qiáng)度壓鑄鋁合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度壓鑄鋁合金及其制備方法，所述鋁合金中各組分的重量百分比為：Zn：10wt％-30wt％；Si：5.0wt％-8.0wt％；Cu：3.0wt％-5.0wt％；Mn：0.1wt％-1.0wt％；Ti：0.1wt％-0.5wt％；Re：0.05wt％-0.2wt％；余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明獲得的鋁合金壓鑄性能良好，且具有極高的強(qiáng)度和韌性，切削加工性能良好，實(shí)用于壓鑄極薄的手機(jī)中板等內(nèi)構(gòu)件產(chǎn)品，是一種用途較廣的鋁合金材料。
【專利說明】一種高強(qiáng)度壓鑄鋁合金及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度壓鑄鋁合金新材質(zhì)及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代科技和工業(yè)的發(fā)展，電子、航空航天、航海、高速列車等交通運(yùn)輸業(yè)對(duì)高 強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料的需求日益迫切，要求在保證強(qiáng)度的前提下盡量減輕重量與成本，以提高運(yùn) 載能力和速度，高強(qiáng)度鑄造鋁合金成為首選。
[0003] 高強(qiáng)度鋁合金具有比重小、強(qiáng)度高及加工性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于航空工業(yè) 以及民用工業(yè)領(lǐng)域。目前鋁合金雖然品種繁多，性能各異，但是難以達(dá)到優(yōu)異的綜合力學(xué)性 能，有的鋁合金抗拉強(qiáng)度高，但是延伸率偏低，或者相反，延伸率高，但抗拉強(qiáng)度又不夠，或 者延伸率和抗拉強(qiáng)度都高，但鑄造性能不好。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度壓鑄鋁合金，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的壓鑄鋁合金 強(qiáng)度低、韌性差等問題，同時(shí)提供制備該高強(qiáng)度壓鑄鋁合金的制備方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種高強(qiáng)度壓鑄鋁合金，各組分的重量百分比為：Zn=IOwt % -30wt % ;Si : 5. Owt % -8. Owt % ；Cu ：3. Owt % -5. Owt % ；Mn ：0. Iwt % -I. Owt % ；Ti ：0. Iwt % -〇. 5wt % ； Re :0. 05wt% -0. 2wt% ;余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0007] 進(jìn)一步地，各組分的重量百分比為：Zn :15wt%-25wt% ;Si :6. Owt%-7. Owt% ; Cu ：3. 5wt % -4. 5wt % ；Mn ：0. 4wt % -〇. 7wt % ；Ti ：0. 2wt % -〇. 4wt % ；Re ： 0· lwt% -0· 15wt% ;余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0008] -種高強(qiáng)度壓鑄鋁合金的制備方法，包括以下步驟：
[0009] 1)烘干：將準(zhǔn)備好的原料：純鋁A1、純鋅Zn和其它中間合金，進(jìn)行烘干處理；
[0010] 2)熔煉：烙煉中先加入鋁錠，將溫度升高至730-780°C，鋁錠完全熔化后，再依次 加入其它中間合金，待其完全熔化后，最后加入純鋅錠；攪拌均勻后，保溫15 - 25min后，精 煉20- 30min，最后去渣扒灰后進(jìn)行澆鑄，澆鑄溫度控制在680- 720°C之間，制得鋁合金鑄 錠；
[0011] 3)壓鑄：將制備好的鋁合金鑄錠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)壓鑄，壓鑄溫度控制在700- 750°C，模具溫度控制在180- 230°C，壓鑄速度控制在I. 0 - 3. Om/s ;最后可得壓鑄的標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)試樣條件。
[0012] 進(jìn)一步地，所述其它中間合金由鋁錳AlMn中間合金、鋁硅AlSi中間合金、鋁銅 AlCu中間合金、鋁鈦AlTi中間合金及鋁錸AlRe中間合金組成。
[0013] 本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高硬度的壓鑄鋁合金，在組分中添加的金屬元素鋅融入 固溶體的溶質(zhì)原子中造成了晶格畸變，增大了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使滑移難以進(jìn)行，從而使合 金的強(qiáng)度及硬度增加；在組分中添加的金屬元素錸使得硅與銅元素都能與鋁形成強(qiáng)化的第 二相，細(xì)小彌散地分布于基體相中，產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。在組分中添加的稀土元素，與鋁 形成鋁稀土金屬間化合物，細(xì)小彌散地分布在基體中，起到細(xì)化晶粒組織作用，從而極大的 提高合金的強(qiáng)度性能。通過添加金屬元素錳與鈦，能夠?qū)iMn 2相產(chǎn)生變質(zhì)作用，通過對(duì)合 金組織的細(xì)化和對(duì)Mg17Al12相的變質(zhì)起到抑制裂紋形成或延緩裂紋擴(kuò)展的作用，從而提高 合金的強(qiáng)度及硬度。
[0014] 采用上述方案，本發(fā)明獲得的鋁合金壓鑄性能良好，且具有很高的強(qiáng)度、硬度及韌 性，焊接性能及切削性能也良好，是一種用途較廣的高強(qiáng)度壓鑄鋁合金。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并非限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 本發(fā)明的實(shí)施例1的高強(qiáng)度壓鑄鋁合金的各組分的重量百分比為：Zn :l〇Wt% ; Si :6wt% ;Cu :4wt% ;Mn :0· 5wt% ;Ti :0· 2wt% ;Re :0· lwt% ;余量為 Al 和不可避免的雜 質(zhì)。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例1的高強(qiáng)度壓鑄鋁合金的制備方法，包括下述步驟：
[0019] 1)烘干：將準(zhǔn)備好的原料：純鋁A1、純鋅Zn、鋁錳AlMn中間合金、AlSi中間合金、 AlCu中間合金、AlTi中間合金及AlRe中間合金，進(jìn)行烘干處理；其中Al、Zn在KKTC溫度 下烘干，而中間合金則在150°C溫度下烘干；
[0020] 2)熔煉：熔煉中先加入鋁錠，將溫度升高至750°C，鋁錠完全熔化后，再依次加入 其它中間合金，待其完全溶化后，最后加入純鋒徒；攬祥均勾后，保溫20min后，精煉25min， 最后去渣扒灰后進(jìn)行澆鑄，澆鑄溫度控制在700°C之間，制得鋁合金鑄錠；
[0021] 3)壓鑄：將制備好的鋁合金鑄錠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)壓鑄，壓鑄溫度控制在720°C，模具 溫度控制在20(TC，壓鑄速度控制在2. Om/s ;最后制得壓鑄的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件A1。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 原料以及制備方法與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于，鋅的添加量為 15. Owt %，制得標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件A2。
[0024] 實(shí)施例3
[0025] 原料以及制備方法與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于，鋅的添加量為 20. Owt %，制得標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件A3。
[0026] 實(shí)施例4
[0027] 原料以及制備方法與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于，鋅的添加量為 25. Owt %，制得標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件A4。
[0028] 實(shí)施例5
[0029] 原料以及制備方法與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于，鋅的添加量為 30. Owt %，制得標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件A5。
[0030] 實(shí)施例6
[0031] 原料以及制備方法與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于，鋅的添加量為25wt%， 硅的添加量為5. Owt%，銅的添加量為5. Owt%，鈦的添加量為0. lwt%，錳的添加量為 I. Owt%，稀土的添加量為0. 05wt%，制得標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件A6。
[0032] 實(shí)施例7
[0033] 原料以及制備方法與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于，鋅的添加量為25wt%， 硅的添加量為8.0wt%，銅的添加量為3.0wt%，鈦的添加量為0.5wt%，錳的添加量為 0. lwt%，稀土的添加量為0. 2wt%，制得標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件A7。
[0034] 件能測(cè)丨試:
[0035] 1)化學(xué)成分測(cè)試：
[0036] 將上述實(shí)施例1-7制備的壓鑄鋁合金標(biāo)準(zhǔn)樣件A1-A7分別進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)（ICP 測(cè)試），所得到的鋁合金的化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果見表1。
[0037] 2)強(qiáng)度及硬度性能測(cè)試：
[0038] 將上述實(shí)施例1-7制備的壓鑄鋁合金標(biāo)準(zhǔn)樣件A1-A7分別進(jìn)行強(qiáng)度性能測(cè)試（通 過萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)測(cè)試）、硬度性能測(cè)試（顯微維氏硬度計(jì)），所得到的檢測(cè)結(jié)果見表2。
[0039] 表1 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wt % )

【權(quán)利要求】
1. 一種高強(qiáng)度壓鑄鋁合金，其特征在于，各組分的重量百分比為：Zn :l〇Wt% -30wt% ; Si ：5. Owt% -8. Owt% ；Cu ：3. Owt% -5. Owt% ；Mn ：0. lwt% -1. Owt% ；Ti ：0. lwt% -〇. 5wt% ； Re :0. 05wt% -0. 2wt% ;余量為A1和不可避免的雜質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度壓鑄鋁合金，其特征在于，各組分的重量百分比為： Zn ：15wt% -25wt% ；Si ：6. Owt% -7. Owt% ；Cu ：3. 5wt% -4. 5wt% ；Mn ：0. 4wt% -〇. 7wt% ； Ti :0· 2wt% -〇· 4wt% ;RE :0· lwt% -〇· 15wt% ;余量為 A1 和不可避免的雜質(zhì)。
3. -種如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度壓鑄鋁合金的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟： 1) 烘干：將準(zhǔn)備好的原料：純鋁A1、純鋅Zn和其它中間合金，進(jìn)行烘干處理； 2) 熔煉：熔煉中先加入鋁錠，將溫度升高至730- 780°C，鋁錠完全熔化后，再依次加 入其它中間合金，待其完全熔化后，最后加入純鋅錠；攪拌均勻后，保溫15 - 25min后，精 煉20- 30min，最后去渣扒灰后進(jìn)行澆鑄，澆鑄溫度控制在680- 720°C之間，制得鋁合金鑄 錠； 3) 壓鑄：將制備好的鋁合金鑄錠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)壓鑄，壓鑄溫度控制在700- 750°C，模 具溫度控制在180- 230°C，壓鑄速度控制在1. 0 - 3. Om/s ;最后制得壓鑄的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述其它中間合金由鋁錳AIMn中間合金、 鋁硅AlSi中間合金、鋁銅AlCu中間合金、鋁鈦AlTi中間合金及鋁錸AIRe中間合金組成。
【文檔編號(hào)】C22C21/10GK104264020SQ201410554545
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】鄧邦惠, 余云 申請(qǐng)人:蘇州凱宥電子科技有限公司