專利名稱：一種Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土壓鑄鋁合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土壓鑄鋁合金，尤其涉及一種Al-Si-Cu-Mg-XLa稀土壓鑄鋁合
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背景技術(shù)：
稀土元素具有獨(dú)特的電子層結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)，有獨(dú)特的4f電子結(jié)構(gòu)、大的原 子磁矩、很強(qiáng)的自旋耦合等特性，與其他元素形成稀土配合物時(shí)，配位數(shù)可在6 12之間變 化，并且稀土化合物的晶體機(jī)構(gòu)也是多種多樣的。因此，稀土元素可廣泛用于高新技術(shù)新材 料領(lǐng)域。國外對(duì)稀土鋁合金的研究很少，含&鋁合金研究較多，但是有&元素價(jià)格非常昂 貴，主用用于航天軍工領(lǐng)域，在民用方面，很難得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)的研究主要將稀土元素 作為一種精煉劑和變質(zhì)劑，并取得了良好的效果，但將稀土元素La作為一種合金化元素的 壓鑄鋁合金還未見報(bào)道。鋁硅銅壓鑄合金是一類高強(qiáng)度壓鑄鋁合金，例如我國的Y108、Y112、Y113、Y117 等，機(jī)械強(qiáng)度較高(GB/T15115-94)，數(shù)值如下
Y108抗拉強(qiáng)度ob=M0N/mm2，延伸率δ =1%，布氏硬度HB=90 Y112抗拉強(qiáng)度ob=M0N/mm2，延伸率δ =1%，布氏硬度HB=85 Y113抗拉強(qiáng)度ob=230N/mm2，延伸率δ =1%，布氏硬度HB=85 Y117抗拉強(qiáng)度ob=230N/mm2，延伸率δ <1%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土壓鑄鋁合金，以合適的量加 入到Al-Si-Cu-Mg合金中，能與合金發(fā)生有效的微合金化作用，以提高合金的力學(xué)性能。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，其組成成分為在Al-Si-Cu-Mg合金中添加了占該 Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土鋁合金重量百分比為0. 1 0. 9%的稀土 La，所述Al-Si-Cu-Mg合金 中Si的重量百分比為11. 0%，Cu的重量百分比為2. 5%, Mg的重量百分比為0. 2%,余量為 Al。所述稀土 La占該Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土鋁合金重量?jī)?yōu)選為0. 45% 0. 75%。采用傳統(tǒng)的冶金法制備Al-Si-Cu-Mg-xLa合金。首先以純Al和純La為原料經(jīng)熔 鑄制備Al-La中間合金，然后以純鋁、純硅、純銅、純鎂和Al-La中間合金為原料在電阻爐中 進(jìn)行熔煉，精煉處理后保溫即可開始?jí)鸿T。材料力學(xué)試驗(yàn)CSS_44200電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)硬度實(shí)驗(yàn)條件HXS_1000Z數(shù)字顯微硬 度計(jì)壓鑄試樣符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13822-92中的A型拉力試樣外形尺寸，鑄態(tài)未經(jīng)任何熱處 理，也不進(jìn)行X射線探傷，隨機(jī)取樣。測(cè)試結(jié)果
1、稀土 La含量為0%抗拉強(qiáng)度平均值ob>231.622N/mm2，已出現(xiàn)最高值為σ b>234. 412N/mm2 延伸率平均值δ >1. 0%，其中最高值為1. 3%，布氏硬度ΗΒ>85
2、稀土La含量為0. 3%
抗拉強(qiáng)度平均值ob》66. 790N/mm2，已出現(xiàn)最高值為σ b》84. 412N/mm2 延伸率平均值δ >3. 0%，其中最高值為3. 6%，布氏硬度ΗΒ>90
3、稀土La含量為0. 6%
抗拉強(qiáng)度平均值σ b》86. 531N/mm2,已出現(xiàn)最高值為σ b>301. 352N/mm2 延伸率平均值δ >4. 0%，其中最高值為4. 7%，布氏硬度ΗΒ>95
4、稀土La含量為0. 9%
抗拉強(qiáng)度平均值ob>278. 642N/mm2，已出現(xiàn)最高值為σ b》92. 532N/mm2 延伸率平均值δ >3. 5%，其中最高值為4. 0%，布氏硬度ΗΒ>90 以上各組測(cè)試結(jié)果表明以稀土元素La作為合金化元素的Al-Si-Cu-Mg-xLa壓鑄鋁合 金的力學(xué)性能，尤其是抗拉強(qiáng)度延伸率大大高于GB/T15115-94對(duì)現(xiàn)有壓鑄鋁合金要求的 力學(xué)性能。由此產(chǎn)生一種新型的Al-Si-Cu-Mg-xLa壓鑄鋁合金。本發(fā)明的技術(shù)效果是稀土 La的價(jià)格十分便宜，在鋁合金中加入稀土 La不會(huì)提高 生產(chǎn)成本，并且稀土 La的加入能明顯細(xì)化球化晶粒，改變第二相形態(tài)，從而大幅度提高合 金強(qiáng)度，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便，且無三廢污染。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明將通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步說明。對(duì)比例1 采用鑄錠冶金法制備Al-Si-Cu-Mg合金，所用原料為高純Al (純度為 99. 99%)、工業(yè)純硅Si(99. 9%)工業(yè)純銅(99. 9%)、工業(yè)純鎂Mg(99. 9%)。首先將高純A1215. 5 克加入石墨粘土坩堝，在電阻爐中熔煉，熔煉溫度為780V。待高純鋁完全溶化后，往熔體中 加入純硅Si27. 5克，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，再加入純銅6. 25克和純鎂0. 75克，攪拌均勻后，將 熔體溫度降到720°C，保溫半小時(shí)，除氣扒渣，最后將熔體澆入鋼模中，冷卻4分鐘后脫模。對(duì)比例2 采用鑄錠冶金法制備Al-Si-Cu-Mg合金，所用原料為高純Al (純度為 99. 99%)、工業(yè)純硅Si (99. 9%)工業(yè)純銅(99. 9%)、工業(yè)純鎂Mg (99. 9%)。首先將高純鋁 215. 5克加入石墨粘土坩堝，在電阻爐中熔煉，熔煉溫度為780°C。待高純鋁完全溶化后，往 熔體中加入純硅Si27. 5克，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，再加入純銅6. 25克和純鎂0. 75克，攪拌均勻 后，將熔體溫度降到720°C，保溫30分鐘，除氣扒渣，將熔體溫度降到650°C后，壓鑄成標(biāo)準(zhǔn) 試棒。例1 采用鑄錠冶金法制備Al-Si-Cu-Mg-O. 3La合金，首先以高純Al (純度為 99. 99%)和純硅La (99. 9%)為原料，采用對(duì)摻法在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，制備成Al-IOLa 中間合金。將高純鋁208. 7克加入石墨粘土坩堝，在電阻爐中熔煉，熔煉溫度為780°C。待 高純鋁完全溶化后，往熔體中加入純硅Si27. 5克，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅偌尤爰冦~6. 25克和 純鎂0. 75克，攪拌均勻后，將熔體溫度降到720°C，再加入制備好的7. 5克Al-IOLa中間合 金，保溫30分鐘，除氣扒渣，最后將熔體澆入鋼模中，冷卻4分鐘后脫模。例2 采用鑄錠冶金法制備Al-Si-Cu-Mg-O. 3La合金，首先以高純Al (純度為 99. 99%)和純硅La (99. 9%)為原料，采用對(duì)摻法在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，制備成Al-IOLa中間合金。將高純鋁208. 7克加入石墨粘土坩堝，在電阻爐中熔煉，熔煉溫度為780°C。待 高純鋁完全溶化后，往熔體中加入純硅Si27. 5克，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅偌尤爰冦~6. 25克和 純鎂0. 75克，攪拌均勻后，將熔體溫度降到720°C，再加入制備好的7. 5克Al-IOLa中間合 金，保溫30分鐘，除氣扒渣，將熔體溫度降到650°C后，壓鑄成標(biāo)準(zhǔn)試棒。
稀土 La的加入能明顯細(xì)化球化晶粒，改變第二相形態(tài)，從而大幅度提高合金強(qiáng) 度，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便，且無三廢污染。
權(quán)利要求
1.一種Al-Si-Cu-Mg-XLa稀土壓鑄鋁合金，其特征是其組成成分為在Al-Si-Cu-Mg 合金中添加了占該Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土鋁合金重量百分比為0. 1 0. 9%的稀土 La，所 述Al-Si-Cu-Mg合金中Si的重量百分比為11. 0%, Cu的重量百分比為2. 5%, Mg的重量百 分比為0.296，余量為Al。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土壓鑄鋁合金，其特征是稀土La占 該Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土鋁合金重量?jī)?yōu)選為0. 45% 0. 75%。
全文摘要
一種Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土壓鑄鋁合金，其組成成分為在Al-Si-Cu-Mg合金中添加了占該Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土鋁合金重量百分比為0.1～0.9%的稀土La，所述Al-Si-Cu-Mg合金中Si的重量百分比為11.0%，Cu的重量百分比為2.5%,Mg的重量百分比為0.2%,余量為Al。本發(fā)明的技術(shù)效果是稀土La的價(jià)格十分便宜，在鋁合金中加入稀土La不會(huì)提高生產(chǎn)成本，并且稀土La的加入能明顯細(xì)化球化晶粒，改變第二相形態(tài)，從而大幅度提高合金強(qiáng)度，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便，且無三廢污染。
文檔編號(hào)C22C21/02GK102146541SQ201110069390
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者胡小武, 胡志, 閆洪, 黃昕 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)