[发明专利]一种高强度铝硅铜合金及其熔炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，特别是涉及一种高强度铝硅铜合金及其熔炼方法。

背景技术

铝硅合金aluminium silicon alloy一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金，一般用于制造低中强度的形状复杂的铸件，如盖板、电机壳、托架等，也用作钎焊焊料。

当硅含量较低时（比如0.7），铝硅合金的延展性较好，常用来做变形合金；硅含量较高时（比如7%），铝硅合金熔体的填充性较好，常用来做铸造合金。在含硅量超过Al-Si共晶点（硅12.6%）的铝硅合金中，硅的颗粒含量高达14.5%～25%时，再加入一定量的Ni，CU，Mg等元素能改善其综合力学性能。它们可用于汽车发动机中代替铸铁汽缸而明显减轻重量。用作汽缸的铝硅合金，可经过电化学处理以浸蚀表层铝而在缸内壁保留镶嵌于基体的初生硅质点，其抗擦伤能力和抗磨损性以明显改善。其中含硅量11%～13%的合金以其质轻、低膨胀系数和高耐蚀性能等特点而成为最佳的活塞材料之一。

由于硅的流动性好、补缩性、抗热裂性强，适合铸造薄壁和复杂铸件，随着硅含量的增加，强度硬度有很大提高，但是伸缩率下降，可切削性能降低。铜可提高机械性能、切削性能、研磨性能，铜含量越高热裂倾向增大。

国内的一些企业，为了提高铝合金制品的硬度，需要进行热处理，导致其能耗增加、生产成本居高不下。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种减少热处理步骤、硬度一次达标的铝硅铜合金及其熔炼方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种高强度铝硅铜合金，其特征在于包括Cu、Si、Fe、Mg、Mn、Zn、Ni和Al，各组分的质量百分比为：Cu5.5-7.5%；Si15.5-17.5%；Fe0.8%以下；Mg0.3%以下；Mn0.8%以下；Zn0.2%以下；Ni0.2%以下；余量为Al。

上述一种高强度铝硅铜合金的熔炼方法，其特征在于包括依次进行下列步骤：

（1）制备Al—Si中间体

Al和Si的质量百分比分别为65%和35%，在温度为650℃的铝水中加入Si，并持续搅拌；至温度升至850℃时，停止搅拌，静止10分钟；

（2）制备Al—Cu中间体，

Al和Cu的质量百分比分别为82%和18%，在温度为650℃的铝水中加入Cu，并持续搅拌；至Cu完全溶解于铝水时，停止搅拌；

（3）制备Al—Mn中间体

Al和Mn的质量百分比分别为92%和8%，在温度为750℃-800℃的铝水的表面均匀撒入Mn，并迅速搅拌，至MN完全溶解于铝水时，停止搅拌；

（4）制备Al—Fe中间体

Al和Fe的质量百分比分别为95%和5%，将Fe投入铝锭下面，用铝压住Fe并持续搅拌，至Fe完全熔于铝水中，停止搅拌；

（5）将余量的铝放入炉中融化后，依次加入步骤（1）-（4）制备的Al—Si中间体、Al—Cu中间体、Al—Mn中间体和Al—Fe中间体，使中间体不会露出铝水表面，升温至680℃-720℃，搅拌均匀；

（6）在铝水的表面进行多头喷射氩气；

（7）铝水中加入Mg、Zn,搅拌均匀;

（8）铝水中加入除渣剂，搅拌后扒渣；

（9）在铝水中通入氮气进行除气；

（10）静置15分钟，扒渣，经检验合格后进行铸型。

所述除渣剂为DSG铝合金除渣剂。

与现有技术相比，本发明将多种金属材料制造成中间体，把不同熔点材料熔合在一起，使制备的铝硅铜合金不但机械性能更强，加工性能更好，而且铸造可一次完成，无需进行其他任何处理，节省了工艺流程，降低了生产成本，提升了工作效率。

附图说明

图1所示为本发明铝硅铜合金制备方法的流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

制备100公斤的高强度铝硅铜合金，

Cu5.5-7.5%；Si15.5-17.5%；Fe0.8%以下；Mg0.3%以下；Mn0.8%以下；Zn0.2%以下；Ni0.2%以下；余量为Al。

含Cu5.5%、Si15.5%、Fe0.3、Mg0.1%、Mn0.2%、Zn0.1%、Ni0.1%、余量为Al。

其熔炼方法采用现有技术中的链条式震动铸造方法，依次进行下列步骤：