[发明专利]一种Al-Si-Cu-Mg-Mn压铸铝合金及其制备方法

说明书

一种Al‑Si‑Cu‑Mg‑Mn压铸铝合金及其制备方法，本发明属于压铸铝硅合金技术领域，具体涉及一种Al‑Si‑Cu‑Mg‑Mn压铸铝合金及其制备方法。本发明要解决现有压铸铝合金铸造时易产生龟裂，内部组织不致密、存在气孔、夹渣和生产成本高的问题。压铸铝合金按质量百分比由10.5～12.0％Si、0.6～1.0％Fe、1.5～3.5％Cu、Mn≤0.5％、0.2～0.3％Mg、Cr≤0.2％、Ni≤0.2％、Zn≤1.0％、Pb≤0.05％、Ti≤0.2％、Sn≤0.01％，和余量Al组成。方法：称取熔炼原料；进行熔炼；制备铸造熔体；合金熔体进行铸造得到压铸铝合金。本发明用于压铸铝合金的制备。

技术领域

本发明属于压铸铝硅合金技术领域，具体涉及一种Al-Si-Cu-Mg-Mn压铸铝合金及其制备方法。

背景技术

Al-Si-Cu-Mg-Mn合金属多元铝合金，具有高强度、易成型、良好的铸造性能、较高的气密性、良好切削加工性和焊接性等优点，广泛应用于汽车工业。目前，在工业生产过程中，就发动机缸盖材料来看铝合金正在逐步替代灰铸铁或合金铸铁。由于发动机缸盖形状较为复杂，致使所使用的铝合金材料必须要有良好的机械性能和铸造性能。该压铸铝合金利用再生铝和低品位的废铝为原材料进行生产，最大限度使用废铝料这就对熔炼工艺和熔体质量提出更高要求。该合金属高硅合金在铸造时表面易产生龟裂，保证金属硅充分合金化确保铸锭组织致密，无气孔、夹渣成为内部质量控制的关键，通过合金成分优化达到生产成本与性能的最优匹配。

发明内容

本发明是要解决现有压铸铝合金铸造时易产生龟裂，内部组织不致密、存在气孔、夹渣和生产成本高的问题，而提供一种Al-Si-Cu-Mg-Mn压铸铝合金及其制备方法。

一种Al-Si-Cu-Mg-Mn压铸铝合金按质量百分比由10.5～12.0％Si、0.6～1.0％Fe、1.5～3.5％Cu、Mn≤0.5％、0.2～0.3％Mg、Cr≤0.2％、Ni≤0.2％、Zn≤1.0％、Pb≤0.05％、Ti≤0.2％、Sn≤0.01％，和余量为Al组成。

一种Al-Si-Cu-Mg-Mn压铸铝合金的制备方法是按以下步骤完成的：

一、按质量百分比10.5～12.0％Si、0.6～1.0％Fe、1.5～3.5％Cu、Mn≤0.5％、0.2～0.3％Mg、Cr≤0.1％、Ni≤0.3％、Zn≤1.0％、Pb≤0.05％、Ti≤0.2％、Sn≤0.01％，和余量为Al进行配料，分别称取铝锭、金属铜、金属硅、铁添加剂、铝废料作为熔炼原料；

二、将铝锭装入天然气炉中，开始升温，待铝锭完全熔化塌陷后形成熔料液面，向炉内加入金属铜，撒入覆盖剂，待熔体温度为700～720℃时进行扒渣，撒入清渣剂，以50℃/h的速率升温至870～920℃，扒尽表面浮渣，随后将金属硅加入，再继续进行搅拌，得到熔体；

三、当金属铜和金属硅充分合金化后向熔体中加入铝废料，边加边搅拌；然后在温度为710～730℃的条件下搅拌5～10min，取样分析合格后覆盖上清渣剂得到合金熔体；

四、向合金熔体内通入氮气精炼3～10min，再静置20～30min，然后扒尽表面浮渣，撒入覆盖剂静置20～30min，得到纯净合金熔体；

五、将纯净合金熔体通过过滤装置，经旋转浇铸嘴浇铸在铸造模具中进行浇铸，得到压铸铝合金；所述浇铸的铸造速度为11～19mm/min，铸造温度为670～730℃。

本发明有益效果：

本发明针对不同合金的特性选择不同的加入时机，解决了各元素充分合金化的问题；通入氮气精炼和流入过滤装置，可以有效减少熔体中H₂和氧化夹杂物；通过成分优化，解决了生产成本和性能的最优匹配。按照上述方法得到的压铸铝合金锭表面未有龟裂，断口组织致密，生产成本最低，提高了现有方法制备质量缺陷和生产成本较高的问题。

具体实施方式