[发明专利]一种铝硅合金高压热处理方法及所得产物

说明书

本发明提供一种铝硅合金高压热处理方法，包括步骤：一，合金熔炼：铝和其他原料在熔炼炉中高温熔化后，浇铸；所述其他原料为硅、镁、铜中的一种或多种，二，高压固溶处理：对铸件施加1～10GPa的压力及600℃～750℃温度，进行准静压热处理；三，时效处理：时效处理的温度为150～200℃，时间为0.1～10h。本发明还提出所述的铝硅合金高压热处理方法得到的产物。本发明热处理方法得到的铝硅合金中的硅为均匀弥散分布的纳米颗粒；所得铝硅合金具有优良的塑性；铝硅合金中硅的尺寸可通过时效温度及时间进行调控，可通过合理改变时效参数获得具有不同屈服强度及均匀延伸率的合金。

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种铝合金的热处理方法及所得产物。

背景技术

铝硅合金作为一种低密度、高耐蚀、低膨胀系数的铸造合金，在汽车、机械等领域具有广泛的应用。硅相是铝硅合金中的重要强化相，但其尺寸通常较粗大并聚集在合金的晶界处。在受力过程中，硅相易引发应力集中，从而诱发裂纹萌生及扩展，最终导致合金的断裂。因此，铝硅合金中的硅相形貌及尺寸直接影响到了合金的力学性能，尤其是塑性及断裂韧性。

在传统工艺中，通过在铸造过程中添加含碱金属、碱土金属、稀土等元素的变质剂可实现共晶硅形貌及尺寸的优化，通过添加磷或稀土等细化剂可实现初生硅的细化。然而，这些方法通常只能将硅颗粒细化至微米级别，不能从根本上改善铝硅合金的性能。因此，对铝硅合金中硅相的进一步细化对于消除硅的裂纹敏感性、全面提高合金的力学性能具有重要意义。

发明内容

为解决现有铝硅合金中硅相粗大的问题，本发明提出了一种基于T6热处理的高压热处理方法。针对含硅量为1wt％～7wt％的铝硅铸造合金(可含有少量镁及铜元素及其他杂质元素)，通过在高压(>1GPa)下进行固溶处理，可使所有的硅固溶到铝基体中，形成过饱和固溶体；再通过时效处理，使硅从固溶体中析出而形成纳米颗粒。

本发明的第二个目的是提出所述合金高压热处理方法得到的产物。

实现本发明目的的技术方案为：

一种铝硅合金高压热处理方法，包括步骤：

一，合金熔炼：铝和其他原料在熔炼炉中高温熔化后，浇铸；所述其他原料为硅、镁、铜中的一种或多种，

二，高压固溶处理：对铸件施加1～10GPa的压力及600℃～750℃温度，进行准静压热处理；

三，时效处理：时效处理的温度为150～200℃，时间为0.1～10h。

其中，所述的铝硅合金成分为1wt％～7wt％的硅(Si)、0wt％～0.7wt％的镁(Mg)、0wt％～1.7wt％的铜(Cu)、余量为铝(Al)及不可避免的杂质。

其中，步骤一中，铝和其他原料在在700～800℃条件下高温熔化，完全熔化后保温10～30min。

其中，步骤一中，高温熔化后保温10～30min，向熔体吹高纯氩气和添加精炼剂进行除气和精炼，再将熔体静置5～60min，浇铸于模具中。

其中，步骤一中，吹高纯氩气的气流速度为0.5～2L/min，除气时间为20～50min。优选地，所述精炼剂为氯盐精炼剂，所述氯盐精炼剂选自C₂Cl₆、AlCl₃、CCl₄、TiCl₄中的一种或多种。

精炼剂的加入方式采用本领域常规的方式。

其中，所述步骤二中，固溶处理的温度为600℃～750℃，固溶处理时间为1h～3h。