[发明专利]一种高性能的铸造Al-Si-Mg-Er合金

说明书

一种高性能的铸造Al‑Si‑Mg‑Er合金，属于有色金属材料领域。本发明在于调整Al‑Si‑Mg中的合金元素的质量比，同时添加Er元素，合金主要成分范围为Si：5.00‑8.00wt％，Mg：0.20‑1.00wt％，Er：0.02‑0.55wt％，微量元素包括：Zr：0.02‑0.50wt％，Ti：0‑0.30wt％，余量为Al及一些不可避免的杂质，并对合金进行恰当的热处理。实施例表明，本发明合金铸造性能良好，经过恰当热处理后合金具有良好力学性能，在保证高强度、高塑性的同时兼具良好的耐高温、低温性能及耐腐蚀性能。本发明开发的合金具有重要的使用价值，适用于汽车工业及民用等各个领域。

技术领域

本发明涉及所述一种新型高性能的铸造Al-Si-Mg-Er合金，可用于汽车工业及民用领域，属于有色金属材料领域。

背景技术

Al-Si-Mg系合金由于质量轻、铸造性能良好，而被广泛应用于汽车及交通运输工业，是实现汽车轻量化的重要材料之一。但传统的Al-Si-Mg系铸造合金的组织中普遍存在着较粗大的α-Al树枝晶或胞状晶，使合金熔体的流动性降低。另外Al-Si-Mg系合金中共晶硅多以粗大的块状或针片状形式存在，在受到外力作用时容易形成应力集中，导致材料的最终断裂，对合金的力学性能影响较大，使得Al-Si-Mg系铸造合金难以达到较高的强度、塑性。加入Er、Zr元素能够细化铝硅合金中的α-Al相，明显降低铸态下合金的二次枝晶臂间距。同时使针状、片状的共晶硅相发生熔断，由纤维状转变为球状，降低对合金基体的割裂作用，提升材料塑性。

由于铝合金材料在航空航天、海洋船舶、汽车发动机等重要零部件等领域的不断应用，对合金能够适应高温、低温及腐蚀等环境变化的性能提出了要求。目前应用较多的耐高温铸造合金多为Al-Cu系合金，但其铸造成型性能远不及Al-Si系合金，而传统的Al-Si-Mg系铸造合金难以达到良好耐高温、低温、腐蚀的综合性能。

本发明中合金组织得到改善，晶粒得到细化，共晶硅相由纤维状、针状转变为短棒状、椭球状。提供一种在室温具有较高强度、塑性以及良好耐腐蚀性能，并且在高温、低温等不同环境下性能保持良好的铸造Al-Si-Mg-Er铝合金。

发明内容

本发明中合金的质量百分比为：Si：5.00-8.00wt％，Mg：0.20-1.00wt％，Er：0.01-0.55wt％，微量元素包括：Zr：0.01-0.50wt％，Ti：0-0.30wt％，余量为Al及一些不可避免的杂质。

进一步优选Si：5.00-7.00wt％；Mg：0.50-0.70wt％；Er：0.15-0.25wt％；Zr：0.15-0.25％wt，Ti：0-0.10wt％。

制备一种适用于高低温环境的耐腐蚀Al-Si-Mg-Er合金铸件，制备方法包括但不限于金属型铸造和压力铸造。

对一种适用于高低温环境的耐腐蚀Al-Si-Mg-Er合金进行热处理，包括以下步骤：

第一步：单级固溶处理，固溶温度为525℃-545℃，保温时间为3-15h。或双极固溶处理，第一极固溶温度为275℃-285℃，保温时间为1-5h，第二极固溶温度为525℃-545℃，时间为3-15h，水淬；

第二步：时效处理，时效温度160-180℃，时效时间1h-15h。

本发明合金铸造性能良好，经过恰当热处理后合金具有良好力学性能，在保证高强度、高塑性的同时兼具良好的耐高温、低温性能及耐腐蚀性能。本发明开发的合金具有重要的使用价值，适用于汽车工业及民用等各个领域。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做详细说明，本发明并不限于以下实施例。以下实施例中的Fe元素归为杂质类。

实施例1