一種含鐵Al-30Si鋁合金及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含鐵Al-30Si鋁合金及其制備工藝。該高硅鋁合金是在大氣環(huán)境下將溫度為750℃的鋁合金熔體澆入溫度為200℃的金屬模中而成。Al-30Si母合金的制備是采用井式電阻爐在石墨坩堝中熔煉工業(yè)純鋁（純度>99.8Wt%）和結晶硅（純度>99.5Wt%），在900℃下保溫4小時，750℃采用六氯乙烷對合金液進行精煉除氣并保溫30分鐘；鐵元素采用加入Al-10Fe合金在780℃下保溫30分鐘進行合金化。該高硅鋁合金由初生硅、共晶硅、α-Al和Al-Fe等相組成，其化學成分為30.0Wt%Si、0.2-1.4Wt%Fe，其它為Al，其抗拉強度為180.4-222.2MPa、硬度為38.6-52.8HBW、電阻率為0.12-0.23Ωm。
【專利說明】—種含鐵A1-30Si鋁合金及其制備工藝
【技術領域】
[0001][0001]本發(fā)明涉及一種含鐵Al-30Si鋁合金及其制備工藝。
【背景技術】
[0002][0002]高硅Al-Si合金由于其比強度和硬度高、密度小、耐蝕和耐磨性能強、高溫性能好、線膨脹系數小、導熱能力強、成本低，是發(fā)動機活塞、精密耐磨零件和電子封裝件的理想材料。然而高硅鋁合金由于初生硅粗大而表現出脆性，其應用受到限制。鐵元素加入高硅鋁合金中，一方面可改善初生硅和共晶硅的形貌、大小和分布，能夠改善高硅鋁合金的性能，另一方面由于Fe與Al形成Al-Fe高溫相,可進一步提高高娃招合金的高溫性能。因此，制備含鐵高硅鋁合金具有重要的意義。
【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種含鐵Al_30Si鋁合金及其制備工藝。
[0004]本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現的:一種含鐵Al_30Si鋁合金，其特征在于，包括如下步驟:將工業(yè)純鋁(純度>99.8fft%)和結晶硅(純度>99.5fft%)放入石墨坩堝中，用井式電阻爐以10°C /min的加熱速率升溫到450°C，然后以5°C /min的加熱速率升溫到900°C保溫4小時并攪拌5分鐘，再以5°C /min的速率降溫到750°C采用壓入法加入
0.5fft%的六氯乙烷對合金液進行精煉除氣保溫30分鐘；再以5°C /min的升溫速率升溫到780°C扒渣加入Al-1OFe合金并攪拌5分鐘保溫30分鐘進行合金化；然后以5°C /min的速率升溫到750°C保溫15分鐘并扒渣，將合金液澆入溫度為200°C的金屬模中制備出直徑為20mm、長度為200mm的合金棒。
[0005]本發(fā)明制成的產品分別用X射線衍射儀(XRD)和能譜儀(EDS)檢測相的種類，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察組織形貌、大小和分布，用萬能電子試驗機測量抗拉強度和屈服強度，用數顯布氏硬度計測量硬度，用四電極法測量電阻率。
[0006]本發(fā)明含鐵高硅鋁合金的化學成分為30.0Wt%S1、0.2-1.4Wt%Fe、其它為Al，其抗拉強度為 180.4-222.2MPa、硬度為 38.6-52.8HBW、電阻率為 0.12-0.23Ωπι。
【具體實施方式】
[0007]下面根據具體實施例對本發(fā)明作進一步說明:
實施例1
用天平稱取結晶硅450g、工業(yè)純鋁1050g和Al-1OFe合金30g，將工業(yè)純鋁和結晶硅放入石墨坩堝中，將石墨坩堝放入井式電阻爐中，以10°C /min的加熱速率升溫到450°C，然后以5°C /min的加熱速率升溫到900°C保溫4小時并攪拌5分鐘，再以5°C /min的速率降溫至|J750°C采用壓入法加入7.5g六氯乙烷對合金液進行精煉除氣保溫30分鐘；再以5°C/min的速率升溫到780°C扒渣加入30gAl-10Fe合金并攪拌5分鐘保溫30分鐘進行合金化；然后以5°C /min的速率升溫到750°C保溫15分鐘并扒渣，將合金液澆入溫度為200°C的金屬模中制備出直徑為20mm、長度為200mm的合金棒。其抗拉強度為183.6MPa、硬度為42.5HBW、電阻率為0.12 Ωπ?ο
[0008]實施例2
用天平稱取結晶硅450g、工業(yè)純鋁1050g和Al-1OFe合金150g，將工業(yè)純鋁和結晶硅放入石墨坩堝中，將石墨坩堝放入井式電阻爐中，以10°C /min的加熱速率升溫到450°C，然后以5°C /min的加熱速率升溫到900°C保溫4小時并攪拌5分鐘，再以5°C /min的速率降溫到750°C采用壓入法加入7.5g六氯乙烷對合金液進行精煉除氣保溫30分鐘；再以5°C /min的速率升溫到780°C扒渣加入150gAl_10Fe合金并攪拌5分鐘保溫30分鐘進行合金化；然后以5°C /min的速率升溫到750°C保溫15分鐘并扒渣，將合金液澆入溫度為200°C的金屬模中制備出直徑為20mm、長度為200mm的合金棒。其抗拉強度為180.4MPa、硬度為52.8HBW、電阻率為 0.20 Ω m。
[0009]實施例3
用天平稱取結晶硅450g、工業(yè)純鋁1050g和Al-1OFe合金210g，將工業(yè)純鋁和結晶硅放入石墨坩堝中，將石墨坩堝放入井式電阻爐中，以10°C /min的加熱速率升溫到450°C，然后以5°C /min的加熱速率升溫到900°C保溫4小時并攪拌5分鐘，再以5°C /min的速率降溫到750°C采用壓入法加入7.5g六氯乙烷對合金液進行精煉除氣保溫30分鐘；再以5°C /min的速率升溫到780°C扒渣加入2IOgAl-1OFe合金并攪拌5分鐘并保溫30分鐘進行合金化；然后以5°C /min的速率升溫到750°C保溫15分鐘并扒渣，將合金液澆入溫度為200°C的金屬模中制備出直徑為20mm、長度為200mm的合金棒。其抗拉強度為222.2MPa、硬度為38.6HBW、電阻率為 0.23 Ω m。`
【權利要求】
1.一種含鐵Al-30Si鋁合金，其特征在于:所述高硅鋁合金的化學成分為30.0Wt%S1、.0.2-1.4Wt%Fe、其它為 Al。
2.權利要求1所述含鐵Al-30Si鋁合金的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟:將工業(yè)純鋁(純度>99.8Wt%)和結晶硅(純度>99.5Wt%)放入石墨坩堝中，用井式電阻爐以10°C /min的加熱速率升溫到450°C，然后以5°C /min的加熱速率升溫到900°C保溫4小時并攪拌5分鐘，再以5°C /min的速率降溫到750°C采用壓入法加入0.5fft%的六氯乙烷對合金液進行精煉除氣保溫30分鐘；再以5°C /min的速率升溫到780°C扒渣加入Al-1OFe合金并攪拌5分鐘保溫30分鐘進行合金化；然后以5°C /min的速率降溫到750°C保溫15分鐘并扒渣，將合金液澆入溫度為200°C的金屬模中制備出直徑為20mm、長度為200mm的合金棒。
3.權利要求1所述含鐵Al-30Si鋁合金的抗拉強度為180.4-222.2MPa、硬度為.38.6-52.8HBW、電阻率為 0.12-0.23 Ω m。
【文檔編號】C22C1/02GK103451488SQ201310065624
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權日:2013年3月1日
【發(fā)明者】蔡安輝, 安偉科, 周果君, 羅云, 李小松, 李鐵林 申請人:湖南理工學院