[发明专利]一种含镁Al-30Si铝合金及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种含镁Al-30Si铝合金及其制备工艺。

背景技术

高硅Al-Si 合金由于其比强度和硬度高、密度小、耐蚀和耐磨性能强、高温性能好、线膨胀系数小、导热能力强、成本低，是发动机活塞、精密耐磨零件和电子封装件的理想材料。然而高硅铝合金由于初生硅粗大而表现出脆性，加工性能恶化，其应用受到限制。镁元素加入高硅铝合金中，一方面可改善初生硅和共晶硅的形貌、大小和分布，能够改善高硅铝合金的性能，另一方面由于Mg与Si形成Mg₂Si相作为增强体，可进一步提高高硅铝合金的性能。因此，制备含镁高硅铝合金具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含镁Al-30Si铝合金及其制备工艺。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种含镁Al-30Si铝合金，其特征在于，包括如下步骤：将工业纯铝（纯度>99.8Wt%）和结晶硅（纯度>99.5Wt%）放入石墨坩埚中，用井式电阻炉以10℃/min的加热速率升温到450℃，然后以5℃/min的加热速率升温到900℃保温4小时并搅拌5分钟，再以5℃/min的速率降温到750℃采用压入法加入0.5Wt%的六氯乙烷对合金液进行精炼除气保温30分钟；再以5℃/min的速率降温到720℃扒渣加入纯镁锭并搅拌5分钟保温30分钟进行合金化；然后以5℃/min的速率升温到750℃保温15分钟并扒渣，将合金液浇入温度为200℃的金属模中制备出直径为20mm、长度为200mm的合金棒。

本发明制成的产品分别用X射线衍射仪（XRD）和能谱仪（EDS）检测相的种类，用扫描电子显微镜（SEM）观察组织形貌、大小和分布，用万能电子试验机测量抗拉强度和屈服强度，用数显布氏硬度计测量硬度，用四电极法测量电阻率。

本发明含镁高硅铝合金的化学成分为30.0Wt%Si、0.4-1.6Wt%Mg、其它为Al，其抗拉强度为124.1-218.4MPa、硬度为58.9-108.8HBW、电阻率为0.35-0.37Ωm。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

用天平称取结晶硅450g、工业纯铝1050g和纯镁锭60g，将工业纯铝和结晶硅放入石墨坩埚中，将石墨坩埚放入井式电阻炉中，以10℃/min的加热速率升温到450℃，然后以5℃/min的加热速率升温到900℃保温4小时并搅拌5分钟，再以5℃/min的速率降温到750℃采用压入法加入7.5g六氯乙烷对合金液进行精炼除气保温30分钟；再以5℃/min的速率降温到720℃扒渣加入60g纯镁锭并搅拌5分钟保温30分钟进行合金化；然后以5℃/min的速率升温到750℃保温15分钟并扒渣，将合金液浇入温度为200℃的金属模中制备出直径为20mm、长度为200mm的合金棒。其抗拉强度为218.4MPa、硬度为66.8HBW、电阻率为0.37Ωm。

实施例2

用天平称取结晶硅450g、工业纯铝1050g和纯镁锭120g，将工业纯铝和结晶硅放入石墨坩埚中，将石墨坩埚放入井式电阻炉中，以10℃/min的加热速率升温到450℃，然后以5℃/min的加热速率升温到900℃保温4小时并搅拌5分钟，再以5℃/min的速率降温到750℃采用压入法加入7.5g六氯乙烷对合金液进行精炼除气保温30分钟；再以5℃/min的速率降温到720℃扒渣加入120g纯镁锭并搅拌5分钟保温30分钟进行合金化；然后以5℃/min的速率升温到750℃保温15分钟并扒渣，将合金液浇入温度为200℃的金属模中制备出直径为20mm、长度为200mm的合金棒。其抗拉强度为124.1MPa、硬度为108.8HBW、电阻率为0.35Ωm。

实施例3

用天平称取结晶硅450g、工业纯铝1050g和纯镁锭240g，将工业纯铝和结晶硅放入石墨坩埚中，将石墨坩埚放入井式电阻炉中，以10℃/min的加热速率升温到450℃，然后以5℃/min的加热速率升温到900℃保温4小时并搅拌5分钟，再以5℃/min的速率降温到750℃采用压入法加入7.5g六氯乙烷对合金液进行精炼除气保温30分钟；再以5℃/min的速率降温到720℃扒渣加入240g纯镁锭并搅拌5分钟并保温30分钟进行合金化；然后以5℃/min的速率升温到750℃保温15分钟并扒渣，将合金液浇入温度为200℃的金属模中制备出直径为20mm、长度为200mm的合金棒。其抗拉强度为192.0MPa、硬度为58.9HBW、电阻率为0.37Ωm。