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专利号: 2018107357094
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高强韧性近共晶铝硅铜镁合金,其特征在于,所述近共晶铝硅铜镁合金是通过对如下质量百分数比的元素按如下工艺进行制备后得到的合金,所述的如下质量百分数比的元素为:

Si:9-11%,Cu:2.7-3.2%,Mg:0.25-0.35%,Zr:0.2-0.25%,Sr:0.03-0.04%,Mn:

0.12-0.15%,Fe:0<w(Fe)≤0.2%,Zn:0<w(Zn)≤0.2%,余量为Al;所述合金在铸态下的室温抗拉强度为215-245MPa,断口延长率为2-3.5%;

所述的如下制备工艺为:

3

步骤(1)原料干燥:分别称取粒度1-3cm 块状的工业硅、Al-50%Cu、镁锭、Al-5%Zr、Al-

10%Mn、Al-10%Sr中间合金;然后按前述原料总投料重量的0.3%称取无毒精炼剂;将称取的工业硅、Al-50%Cu、镁锭、Al-5%Zr、Al-10%Mn、Al-10%Sr中间合金、精炼剂和铝锭置于

200℃的恒温预热干燥炉中干燥1.5-2h;

步骤(2)熔融:将步骤(1)中干燥后的工业硅、铝锭置于工业电炉内,设定炉温为850-

950℃;待炉内的重熔用铝锭、工业硅全部熔化,搅拌炉内铝液熔体10-15min,然后加入所述步骤(1)中预热干燥的无毒精炼剂总量的50%,搅拌后静置5-10min,撇渣;

步骤(3)熔炼:在工业电炉中加入步骤(1)中干燥后的Al-50%Cu、Al-5%Zr、Al-10%Mn、Al-10%Sr中间合金,并设定炉内熔体温度为800℃;待炉内所有物料全部熔清,调整温度至750-775℃,保温15-25min,加入所述步骤(2)中剩余的无毒精炼剂,搅拌并静置5-

10min,撇渣;加入步骤(1)中干燥预热后的镁锭,将所述镁锭压入铝合金熔体内部至镁锭全部熔化,轻轻搅拌5min;

步骤(4)检测:通过炉前快速取样,并进行凝固过程特征参数测量,确定成分合格、共晶Si变质、铝相细化达到要求;

步骤(5)精炼:将氮气导入铝合金熔体,进一步进行精炼,导入时间控制在5-10min,静置5-10min撇渣;

步骤(6)浇铸:调整铝合金熔体温度,在710±10℃时出炉浇注,即为高强韧性近共晶铝硅铜镁合金铸态材料。

2.根据权利要求1所述的一种高强韧性近共晶铝硅铜镁合金,其特征在于,采用权利要求1中所获得的高强韧性近共晶铝硅铜镁合金材料制备铸件时,按照以下步骤进行热处理工艺:固溶处理:将所述铸件放置在工业铝合金热处理炉中,实施二步法固溶处理,具体工艺为:500℃保温4h,然后升温至515℃保温8h,快速淬入40-60℃水中;

保温后冷却:将铸件置于铝合金时效炉中,175℃保温8-12h,出炉空冷。

3.根据权利要求2所述的一种高强韧性近共晶铝硅铜镁合金,其特征在于,所述合金在热处理态下,室温抗拉强度为410-440MPa、断口伸长率为3.5-4.5%。

4.一种制备如权利要求1所述高强韧性近共晶铝硅铜镁合金的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:步骤(1)原料干燥:分别称取粒度1-3cm3块状的工业硅、Al-50%Cu、镁锭、Al-5%Zr、Al-

10%Mn、Al-10%Sr中间合金;然后按前述原料总投料重量的0.3%称取无毒精炼剂;将称取的工业硅、Al-50%Cu、镁锭、Al-5%Zr、Al-10%Mn、Al-10%Sr中间合金、精炼剂和铝锭置于

200℃的恒温预热干燥炉中干燥1.5-2h;

步骤(2)熔融:将步骤(1)中干燥后的工业硅、铝锭置于工业电炉内,设定炉温为850-

950℃;通电3-4h,待炉内的重熔用铝锭、工业硅全部熔化,搅拌炉内铝液熔体10-15min,然后加入所述步骤(1)中预热干燥的部分无毒精炼剂总量的50%,搅拌后静置5-10min,撇渣;

步骤(3)熔炼:在工业电炉中加入步骤(1)中干燥后的Al-50%Cu、Al-5%Zr、Al-10%Mn、Al-10%Sr中间合金,并设定炉内熔体温度为800℃保温20-30min;待炉内所有物料全部熔清,调整温度至750-770℃,保温15-20min,加入所述步骤(2)中剩余的无毒精炼剂,搅拌并静置5-10min,撇渣;加入步骤(1)中干燥预热好的镁锭,并用钟罩将所述镁锭压入铝合金熔体内部至镁锭全部熔化,轻轻搅拌5min;

步骤(4)检测:通过炉前快速取样,并进行凝固过程特征参数测量,确定成分合格、共晶Si变质、铝相细化达到要求;

步骤(5)精炼:将氮气导入铝合金熔体,进一步进行精炼,导入的时间控制在5-10min,静置5-10min后撇渣;

步骤(6)浇铸:调整铝合金熔体温度,在710±10℃时出炉浇注,即为高强韧性近共晶铝硅铜镁合金铸态材料。