[发明专利]一种氰基配合物处理的铝合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铝合金材料领域，涉及一种氰基配合物处理的铝合金材料及其制备方法。

背景技术

铝合金是一种较年轻的金属材料，在20世纪初才开始工业应用。第二次世界大战期间，铝材主要用于制造军用飞机。战后，由于军事工业对铝材的需求量骤减，铝工业界便着手开发民用铝合金，使其应用范围由航空工业扩展到建筑业、容器包装业、交通运输业、电力和电子工业、机械制造业和石油化工等国民经济各部门，应用到人们的日常生活当中。现在，铝材的用量之多，范围之广，仅次于钢铁，成为第二大金属材料。

从制造业和铝合金制品的角度，习惯上把高强度铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两类；从制品可用的温度条件划分，高强度铝合金又分为普通铝合金和高温(或耐热)铝合金。到目前为止，能够满足高温高强需要的，只有Al-Cu系铝合金，从牌号系列上讲，Al-Cu系合金包括铸造铝合金和变形铝合金，而不论铸造还是变形，都属于2系铝合金；而能够同时满足铸造性能好又容易进行变形加工的高温高强度铝合金，还没有见公开报道过。

一般铸造铝合金包括AlSi系、AlCu系、AlMg系和AlZn系4个系列，其中以AlCu系和AlZn系铝合金的强度最高，但多数在200Mpa～300Mpa之间，高于400Mpa的只有AlCu系的少数几个牌号，但因采用精铝基体且加入贵重元素，制造成本很高；AlZn系铸造合金的耐热性能很差。因此，一般铸造铝合金与变形铝合金相比因强韧性稍逊使其应用范围受到较大的限制。许多重要用途如特种重载车负重轮、航空用铝合金等多采用变形铝合金，而不是铸造铝合金。变形铝合金通过挤压、轧制、锻造等手段减少了缺陷，细化了晶粒，提高了致密度，因而具有很高的强度、优良的韧性以及良好的使用性能。但是，对设备和工装模具要求高，工序多，因此变形铝合金生产周期长、成本很高。与变形铝合金相比，铸造铝合金具有价格低廉、组织各向同性、可以获得特殊的组织、易于生产形状复杂的零件、可以小批量生产也可以大批量生产等诸多优点。因此，开发出能够替代部分变形铝合金的高强韧铸造铝合金材料及其铸造成形工艺，可以达到以铸代锻、缩短制造周期、降低制造成本的目的，具有重要的理论意义和重大的实际应用价值。

但是铸造铝合金存在铸造生产过程中，由于化学成分、装备、工艺或操作不当及外界条件的影响，会出现各种缺陷。例如：铸铝合金中针孔是常见缺陷。当铝合金在熔炼和浇注过程中，合金液可溶解较多的氢，在常压下氢的溶解度随着合金液温度的升高而增大，随着温度的下降而减少；由于湿模中局部水分过高；砂型、型芯和涂料中发气量大；液态金属的某些成分之间，或液态金属与铸型在在界面上发生化学反应产生的气体而透气性又差；或冷铁表面未处理干净等，就很容易形成皮下气孔；铝合金液在凝固过程中，当体积收缩得不到补缩时，在铸件最后的凝固部位便形成管状或枝叉状等孔洞，称为缩孔；疏松和缩松以及偏析等等。由于这些缺陷的存在，合金致密性降低，力学性能下降。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是：目前铸造铝合金中存在针孔、气孔、疏松和缩松、偏析等缺陷，本发明以一种氰基配合物处理的铝合金，其存在的各种缺陷明显降低。

本发明的一种氰基配合物处理的铝合金材料，以质量分数计，该合金成分为Cu：1.0～3.0％，Mn：≤0.2％，Mg：1.2～1.8％，Ni：0.8～1.5％，Zn：≤0.3％，Ti：≤0.15％，Si：≤1.2％，Fe：≤1.6％，氰基配合物变质剂Y_n[M(CN)_m]为炉料总质量的0.01～2％，其余为Al和不可避免的微量杂质。

本发明所述的一种氰基配合物处理的铝合金材料，氰基配合物变质剂Y_n[M(CN)_m]是指金属与氰基分子形成的配合物，其中M代表Ag、Zn、Cd、Cu、Mn、Au、Co、Ni、Fe或Pt，Y为H、Na或K。