[发明专利]一种高强度铸造铝合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属合金材料的制造领域，尤其涉及一种高强度铸造铝合金材料及其制备方法。

背景技术

铝合金密度低、强度高、塑性好，应用广泛，目前铝合金虽然品种繁多，性能各异，但是难以达到优异的综合力学性能，有的铝合金抗拉强度高，但是延伸率偏低，或者相反，延伸率高，但抗拉强度又不够，或者延伸率和抗拉强度都高，但铸造性能不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度铸造铝合金材料及其制备方法，该铜合金材料具有高硬度、抗拉强度高、延伸率高的优点。

本发明的技术方案如下：

一种高强度铸造铝合金材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：硅0.6-0.8、铜3.6-3.8、铁5.2-5.4、镁1.3-1.4、锰6.4-6.6、La 0.26-0.32、Ce 0.12-0.15、余量为铝。

所述的高强度铸造铝合金材料的生产方法，其特征在于：

（1）、准备纯铝锭与废铝按1：0.4-0.7比例作为铝基质来源，将纯铝锭加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铝熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；

（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）硅、锰；（2）铜、铁；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为21-23分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以200-220℃/小时速率升温至220-230℃，保温30-40分钟，再以200-220℃/小时速率升温至400-420℃，保温30-40分钟，再以200-220℃/小时速率升温至530-540℃，保温5-6小时；用70-80℃清水冷却至80-100℃，再自然冷却至室温；再以180-190℃/小时速率升温至170-180℃，保温6-8小时，取出空冷即得。

所述的精炼剂由下列重量份的原料制成：粘土10-12、刚玉粉3-4、氮化铝5-6、高岭土8-10、天青石1-2、树木灰烬1-2、氢氧化铝8-10、玉石粉3-4、蒙脱石1-2、萤石粉3-4、碳酸钙粉4-5、Bi₂O₃ 2-3；其制备方法是将粘土、刚玉粉、氮化铝、高岭土、天青石、树木灰烬、氢氧化铝、玉石粉、蒙脱石混合，加热至2600-3000℃，搅拌1-2小时，冷却后，加入至10-15%的盐酸溶液中，浸泡1-2小时，过滤，滤渣反复用清水洗净，烘干，与其它成分合并混合均匀即得。

本发明的有益效果

本发明铝合金通过添加锰、铁、铜、镁等元素，合金具有高的硬度，同时经过合理的铸后热处理，分批投放原料，使得合金晶粒更加细化，次品率低，韧性好，抗拉强度高，延伸率高；通过添加硅，使得合金耐磨性好；通过添加La和Ce，进一步增加了合金的耐磨性和抗拉强度；本发明使用部分废铝为原料，使合金品质更为稳定均一。本发明铝合金适用于制作板材、型材、锻件、线材、棒材、管材、箔材等。本发明精炼剂用于铸造生产，能使铸件中的气孔度降低1-2度，氧化夹杂物在2级左右，铸件的气密性高，成品率高。

具体实施方式

一种高强度铸造铝合金材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：硅0.6-0.8、铜3.6-3.8、铁5.2-5.4、镁1.3-1.4、锰6.4-6.6、La 0.26-0.32、Ce 0.12-0.15、余量为铝。

所述的高强度铸造铝合金材料的生产方法如下：

（1）、准备纯铝锭与废铝按1：0.6比例作为铝基质来源，将纯铝锭加入投入炉中熔化，进行脱杂质、脱氧、采用精炼剂一次精炼、添加合金成分进行合金化，再加入废铝熔化、加入精炼剂二次精炼、检测并调整化学元素成分含量至合格、浇铸、铸后热处理等；

（2）、合金化过程中向炉内投入合金元素的批次顺序为：（1）硅、锰；（2）铜、铁；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的时间间隔为22分钟，投料后搅拌均匀。

所述的铸后热处理是：先由室温以210℃/小时速率升温至225℃，保温35分钟，再以210℃/小时速率升温至410℃，保温35分钟，再以210℃/小时速率升温至535℃，保温5.5小时；用75℃清水冷却至90℃，再自然冷却至室温；再以185℃/小时速率升温至175℃，保温7小时，取出空冷即得。