[发明专利]一种高强耐热铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体是一种高强耐热铝合金及其制备方法。

背景技术

铝合金是较轻的金属结构材料，其比强度、比模量高，机械加工性能优良，有较好的 耐蚀性能，优良的减振性能和切削加工性能，并能承受一定的冲击震动负荷，采用铝合金 可以降低产品的自重，减少加工能量，降低能源消耗，因而铝合金广泛地应用于飞机、汽 车、摩托车等行业。

目前，随着人们生活水平的提高，人们的需求越来越高，市场上的铝合金材料虽然很 多，但是其强度很难满足人们的需求，同时现有的铝合金生产加工周期较长，耐热性不高， 热裂倾向大，延伸率低，加工费用相对较高，这些都制约了铝合金的发展和应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工周期短、费用低的高强耐热铝合金及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高强耐热铝合金，按重量百分比计，由以下组分制成：铜0.006～0.010％、铬0.10～ 0.24％、锆0.25～0.45％、钛1.2～1.6％、铌0.01～0.014％、钼0.01～0.014％、硅0.20～ 0.45％、碳0.002～0.01％、硼0.04～0.07％、稀土金属0.85～1.00％和余量的铝。

作为本发明进一步的方案：按重量百分比计，由以下组分制成：铜0.007～0.0078％、 铬0.18～0.20％、锆0.35～0.40％、钛1.2～1.4％、铌0.012～0.014％、钼0.01～0.012％、 硅0.28～0.35％、碳0.003～0.007％、硼0.04～0.06％、稀土金属0.88～0.95％和余量的铝。

作为本发明进一步的方案：按重量百分比计，由以下组分制成：铜0.0074％、铬0.19％、 锆0.38％、钛1.3％、铌0.013％、钼0.011％、硅0.32％、碳0.005％、硼0.5％、稀土金属0.92％ 和余量的铝。

作为本发明进一步的方案：所述稀土金属为镨、钕、铽、镥中的一种或两种以上的混 合物。

所述的高强耐热铝合金的制备方法，包含以下步骤：

(1)按照上述重量百分比，准备好原料，各原料分别为纯锭材料或中间合金；

(2)将气体保护电阻炉升温至725～780℃，加入纯铝锭，待纯铝锭完全熔化后，再 升温至760～850℃，接着加入各中间合金，待合金完全熔化后进行扒渣，浇铸，得到高强 耐热铝合金粗品；

(3)将步骤(2)得到的铝合金粗品在箱式电阻炉中进行第一步固溶处理：升温至500～ 510℃，保温3～5h，炉冷到330～340℃后出炉水淬至室温；然后进行第二步固溶处理： 升温到545～555℃，保温5～9h，炉冷到310～320℃后出炉水淬至室温；然后进行第三步 固溶处理：升温到480～500℃，保温3～5h，炉冷到280～300℃后出炉水淬至室温，得到 高强耐热铝合金。

作为本发明进一步的方案：所述的步骤(3)为：将步骤(2)得到的铝合金粗品在箱 式电阻炉中进行第一步固溶处理：升温至508℃，保温4h，炉冷到335℃后出炉水淬至室 温；然后进行第二步固溶处理：升温到550℃，保温7h，炉冷到315℃后出炉水淬至室温； 然后进行第三步固溶处理：升温到490℃，保温4h，炉冷到290℃后出炉水淬至室温，得 到高强耐热铝合金。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过热处理工艺与具体合金成分和含量的配合，使得微观结构中各相的分布以 及晶粒尺寸得到合理配置，从而大幅度提高了合金的强度、耐热性、韧性以及抗蠕变性能。 本发明制得的高强耐热铝合金的压缩屈服强度为179～205MPa，压缩塑性应变为6.1～ 8.5％，压缩断裂强度为380～398MPa，室温抗拉强度为278～292MPa，在150℃、50MPa条 件下100小时的蠕变量Ⅰ为0.03～0.035％，在200℃、50MPa条件下100小时的蠕变量Ⅱ 为0.18～0.22％。

本发明方法生产周期短，加工费用较低，制得的铝合金既可以用低成本的铸造工艺直 接浇注零件，也可以作为复合材料的基体材料进行运用，大大拓宽了铝合金的应用范围。

具体实施方式