[发明专利]一种添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别是涉及一种添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制备方法。

背景技术

Al-Cu-Ni-Mg合金具有密度和热膨胀系数小、尺寸稳定、耐磨性好等特点，因此被广泛应用于汽车、摩托车、航空航天以及家电等行业。目前国内外大部分轿车缸盖已采用高强度铝合金生产，铝合金缸盖正在迅速取代铸铁缸盖。在缸盖的材质选择上有AC₄B、328、A-S₅U₃和ZL101、ZL104和ZL107合金等。上述均为亚共晶Al-Cu-Ni-Mg合金，它们的强度特别是高温强度较低，硬度相对不高，比强度较低，铸造性能及抗疲劳性能一般，对一些综合力学性能要求较高的缸盖，已不能满足需求，其常温和高温性能急需改善。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：一种添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制备方法，以解决Al-Cu-Ni-Mg合金室温及高温性能性能差的技术问题。

1.本发明采用的技术方案是：一种添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）配料：在Al-Cu-Ni-Mg合金中添加质量分数为7％～12.8％的Si。

（2）熔化：将配好的炉料置于石墨坩埚中，在井式坩埚炉中进行熔化，熔化温度为760℃，保温直至全部熔化。

（3）将温度降为720℃，用钟罩将Mg压入搅拌后静置20min。

（4）选用P+RE进行复合变质处理，加入质量分数含量为0.1%的赤磷盐和0.5％的RE进行复合变质后静置30min。

（5）用0.4％的C_２Cl_６分3次进行除气，静置20min后扒渣。

（6）将金属液浇入预热至200℃的金属型中。

（7）固溶处理：（530±5）℃×5h和水冷，60～100℃→时效处理（200±5）℃×10h→空冷。

上述步骤（1）Si含量为12%。

本发明有益效果：与现有技术相比，有益效果如下：

(1)随着Si含量的提高，发动机缸盖用铸造Al-Cu-Ni-Mg合金的常温、250℃高温抗拉强度先升高，后降低，在共晶点附近达到最大值。

(2)在Si含量小于10％时，随着Si含量的提高，合金硬度有所上升；当Si含量处于伪共晶区和过共晶区时，会产生硬脆的初生Si，使合金的硬度显著提高。

(3)Si含量为12%时，能获得较好的合金低温、高温综合性能。

具体实施方式

实施例：一种添加Si元素的Al-Cu-Ni-Mg合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）配料：在Al-Cu-Ni-Mg合金中添加质量分数为7％～12.8％的Si。

（2）熔化：将配好的炉料置于石墨坩埚中，在井式坩埚炉中进行熔化，熔化温度为760℃，保温直至全部熔化。

（3）将温度降为720℃，用钟罩将Mg压入搅拌后静置20min。

（4）选用P+RE进行复合变质处理，加入质量分数含量为0.1%的赤磷盐和0.5％的RE进行复合变质后静置30min。

（5）用0.4％的C_２Cl_６分3次进行除气，静置20min后扒渣。

（6）将金属液浇入预热至200℃的金属型中。

（7）固溶处理：（530±5）℃×5h和水冷，60～100℃→时效处理（200±5）℃×10h→空冷。

上述步骤（1）Si含量为12%。