一種含Ce擠壓鑄造Al-Si-Cu-Mg合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬合金技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及添加Ce的擠壓鑄造Al-Si-化-Mg合金。
【背景技術(shù)】
[0002] 文獻(xiàn)查閱結(jié)果表明，擠壓鑄造Al-Si合金通過(guò)添加化、Mg等合金元素可W顯著提 高其力學(xué)性能。M-Si合金的機(jī)械性能取決于共晶娃形貌W及分布，初生a-A1，析出相大 小與形貌，孔隙的分布與大小。隨著Si含量的增加，鑄造性能改善，但組織中會(huì)出現(xiàn)針狀和 板狀的共晶娃化娃相尖端和棱角處易引起應(yīng)力集中，使合金變脆，力學(xué)性能降低。稀±Ce 在變質(zhì)、細(xì)化晶粒W及消除擠壓鑄造件內(nèi)部氨氣孔上有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)合金的綜合性能的 提高具有顯著的作用。但是稀上Ce添加量過(guò)少，合金的變質(zhì)細(xì)化效果不明顯；稀±〔6添加 的量過(guò)多，稀±元素富集明顯，失去變質(zhì)的效果，此外隨著稀±元素添加量的增加，含稀± 多元共晶相析出也越來(lái)越多，對(duì)材料的性能照成很不利的影響。因此研究稀±Ce的添加量 對(duì)擠鑄Al-Si-化-Mg合金的作用有積極的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種添加Ce的Al-Si-化-Mg合金，及其作為擠壓鑄造的 應(yīng)用。
[0004] 本發(fā)明所提供的添加Ce的Al-Si-化-Mg合金，其中各合金組分及其重量百分比 為：Si含量為8. 5~11 %，Cu含量為0. 6~0. 9%，Mg含量為0. 25~0. 4%，稀±〔6含量 為0~0. 1%，余量為A1。
[0005] 合金中稀±Ce的重量百分比優(yōu)選0. 05%。
[0006] 本發(fā)明所提供的添加Ce的Al-Si-化-Mg合金，是采用傳統(tǒng)的鑄錠冶金法。
[0007] 制備：將相蝸加熱到600°C-650°C，加入工業(yè)高純A1和M-20Si中間合金，待溫 度升高到760°C-770°C加入六氯乙燒CzCle與化zSiFe除氣精煉，溫度下降到730°C-740°C 加入工業(yè)純Mg(用侶錐包裹），將真空烙煉的M-Ce中間合金加入到侶娃銅儀合金中保溫 30min，710°C-720°C誘注于水冷銅模中，獲得合金鑄錠，作為擠壓鑄造合金原料。
[0008] 本發(fā)明具有W下有益效果：
[0009] 本發(fā)明由于加入了稀±Ce，大大提高了侶娃銅儀合金的綜合機(jī)械性能，使合金的 抗拉強(qiáng)度（〇b)和屈服強(qiáng)度（0。.2)均提高，其延伸率（S)略有升高，鑄態(tài)下合金的抗拉強(qiáng) 度（〇b)由220M化增加到240MPa，提高了 9%;延伸率（S)從2%提高到2. 7%，提高了 35%。由此可推斷，Ce有望成為改善擠壓鑄造侶娃銅儀合金性能的有效合金元素。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1、不同稀±Ce含量對(duì)侶娃銅儀合金的抗拉強(qiáng)度變化曲線(xiàn)。
[0011] 圖2、不同稀±Ce含量對(duì)侶娃銅儀合金的延伸率變化曲線(xiàn)。
[0012] 圖3、不同稀±Ce含量對(duì)侶娃銅儀合金二次枝晶間距的影響圖。
[0013] 圖4、稀±Ce對(duì)共晶娃形貌的影響圖，
[0014]a)0%Ceb)0. 05%Cec)0. 1%Ce。
【具體實(shí)施方式】
[0015] W下結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明并不限于W下實(shí) 施例。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 將 99.99 %高純侶a440g)、Aレ21Si中間合金a425g)、工業(yè)高純儀a2g)、 A^47化巧Ig)中間合金加入到石墨相蝸中，在電阻爐中烙煉目標(biāo)合金，加熱溫度 在740°C~76(TC，等合金完全烙化后進(jìn)行除氣、攬拌，靜置后誘注于水冷銅模中制得 Al-Si-化-Mg合金鑄錠。經(jīng)均勻化處理后將鑄錠進(jìn)行切頭、銳面。通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，合金 的抗拉強(qiáng)度（〇b)為220MPa，延伸率（5)為2%。經(jīng)過(guò)金相軟件統(tǒng)計(jì)分析，平均二次枝晶 間距為28ym。 陽(yáng)〇1引 實(shí)施例2
[0019] 將 99.99 %高純侶a423g)、Aレ21Si中間合金a425g)、工業(yè)高純儀a2g)、 A^47化巧Ig)中間合金加入到石墨相蝸中，在電阻爐中烙煉目標(biāo)合金，加熱溫度在760°C， 等合金完全烙化后進(jìn)行除氣、攬拌，溫度下降到740°C時(shí)加入Al-lOCe中間合金（17g)保溫 30min后誘注于水冷銅模中制得Al-Si-化-Mg-0. 05Ce合金鑄錠。經(jīng)均勻化處理后將鑄錠進(jìn) 行切頭、銳面。通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，合金的抗拉強(qiáng)度（〇b)為240MPa，延伸率（5)為2.6%。 經(jīng)過(guò)金相軟件統(tǒng)計(jì)分析，平均二次枝晶間距為25ym。
[0020] 實(shí)施例3
[0021] 將 99.99 %高純侶a407g)、Aレ21Si中間合金a425g)、工業(yè)高純儀a2g)、 A^47化巧Ig)中間合金加入到石墨相蝸中，在電阻爐中烙煉目標(biāo)合金，加熱溫度在760°C， 等合金完全烙化后進(jìn)行除氣、攬拌，溫度下降到740°C時(shí)加入Al-lOCe中間合金（33g)保溫 30min后誘注于水冷銅模中制得Al-Si-化-Mg-0.ICe合金鑄錠。經(jīng)均勻化處理后將鑄錠進(jìn) 行切頭、銳面。通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，合金的抗拉強(qiáng)度（〇b)為231MPa，延伸率（5)為2.4%。 經(jīng)過(guò)金相軟件統(tǒng)計(jì)分析，平均二次枝晶間距為22ym。 陽(yáng)0巧對(duì)比例1
[0023]將 99. 99 % 高純侶（1374g)、A^21Si中間合金（1425g)、工業(yè)高純儀（12g)、 A^47化巧Ig)中間合金加入到石墨相蝸中，在電阻爐中烙煉目標(biāo)合金，加熱溫度在760°C， 等合金完全烙化后進(jìn)行除氣、攬拌，溫度下降到740°C時(shí)加入Al-lOCe中間合金（66g)保溫 30min后誘注于水冷銅模中制得Al-Si-化-Mg-0. 2Ce合金鑄錠。經(jīng)均勻化處理后將鑄錠進(jìn) 行切頭、銳面。通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，合金的抗拉強(qiáng)度（〇b)為2〇3MPa，延伸率（5)為2. 1%。 經(jīng)過(guò)金相軟件統(tǒng)計(jì)分析，平均二次枝晶間距為19ym。
[0024] 對(duì)比例2 陽(yáng)0巧]將99. 99 %高純侶（1308g)、A^21Si中間合金（1425g)、工業(yè)高純儀（12g)、A^47化巧Ig)中間合金加入到石墨相蝸中，在電阻爐中烙煉目標(biāo)合金，加熱溫度在760°C， 等合金完全烙化后進(jìn)行除氣、攬拌，溫度下降到740°C時(shí)加入Al-lOCe中間合金（132g)保溫 30min后誘注于水冷銅模中制得Al-Si-化-Mg-0. 4Ce合金鑄錠。經(jīng)均勻化處理后將鑄錠進(jìn) 行切頭、銳面。力學(xué)性能測(cè)試，合金的抗拉強(qiáng)度（〇b)為200MPa，延伸率（5)為1.7%。經(jīng) 過(guò)金相軟件統(tǒng)計(jì)分析，平均二次枝晶間距為17. 5ym。
[0026] 對(duì)比例3
[0027]將 99. 99 % 高純侶（1242g)、A^21Si中間合金（1425g)、工業(yè)高純儀（12g)、 A^47化巧Ig)中間合金加入到石墨相蝸中，在電阻爐中烙煉目標(biāo)合金，加熱溫度在760°C， 等合金完全烙化后進(jìn)行除氣、攬拌，溫度下降到740°C時(shí)加入Al-lOCe中間合金（198g)保溫 30min后誘注于水冷銅模中制得Al-Si-化-Mg-0. 6Ce合金鑄錠。經(jīng)均勻化處理后將鑄錠進(jìn) 行切頭、銳面。通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，合金的抗拉強(qiáng)度（0b)為197MPa，延伸率（5 )為1. 65 %。 經(jīng)過(guò)金相軟件統(tǒng)計(jì)分析，平均二次枝晶間距為20ym。 陽(yáng)0測(cè)對(duì)比例4
[0029] 將 99.99 %高純侶al76g)、Aレ21Si中間合金a425g)、工業(yè)高純儀a2g)、 A^47化巧Ig)中間合金加入到石墨相蝸中，在電阻爐中烙煉目標(biāo)合金，加熱溫度在760°C， 等合金完全烙化后進(jìn)行除氣、攬拌，溫度下降到740°C時(shí)加入Al-lOCe中間合金（264g)保溫 30min后誘注于水冷銅模中制得Al-Si-化-Mg-0. 8Ce合金鑄錠。經(jīng)均勻化處理后將鑄錠進(jìn) 行切頭、銳面。通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，合金的抗拉強(qiáng)度（〇b)為189MPa，延伸率（5)為1.5%。 經(jīng)過(guò)金相軟件統(tǒng)計(jì)分析，平均二次枝晶間距為25ym。
[0030] 將上述7個(gè)例子中獲得的鑄錠按GB/T228. 1-2010加工成拉伸試樣，在MTS810材 料拉伸試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試不同Ce含量合金的拉伸力學(xué)性能，如表1所示。
[0031] 從表1中可W看出，添加合適的Ce含量可W提高材料的抗拉強(qiáng)度和延伸率。當(dāng) Ce含量為0. 05%時(shí)，合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到240MPa，延伸率為2. 7,達(dá)到了峰值。侶娃合金的 力學(xué)性能主要由初生a-A1晶粒大小、共晶娃的形貌W及析出相的分布決定。添加Ce元素 具有較高的綜合力學(xué)性能，只要是因?yàn)镃e影響共晶娃的生長(zhǎng)形態(tài)，共晶娃由板狀和針狀轉(zhuǎn) 變成短棒狀，細(xì)小地分布在基體上。此外，添加的Ce與A1生成AIaCg與a-A1晶體結(jié)構(gòu)相 似，晶格參數(shù)相似，故可W作為a-A1結(jié)晶時(shí)的異質(zhì)晶核，細(xì)化了a-A1，提高了材料的力學(xué) 性能。 陽(yáng)03引表1 Al-Si-Cu-Mg合金添加不同Ce量后的拉伸性能
[0033]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金，其特征在于，合金中各合金組分及其重量百分比 為：Si含量為8. 5~11%，Cu含量為0. 6~0. 9%，Mg含量為0. 25~0. 4%，稀土Ce含量 為0~0. 1%，余量為A1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金，其特征在于，稀土Ce的重量百分比 優(yōu)選0. 05%。3. 制備權(quán)利要求1的添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金的方法，其特征在于，是采用傳統(tǒng)的 鑄錠冶金法，具體如下： 將坩堝加熱到600°C，加入工業(yè)高純Al和Al-20Si中間合金，待溫度升高到760°C加入 六氯乙烷(：2(：16除氣精煉，溫度下降到740°C加入工業(yè)純Mg，將真空熔煉的Al-Ce中間合金 加入到鋁硅銅鎂合金中保溫30min，720°C澆注于水冷銅模中，獲得合金鑄錠。4. 權(quán)利要求1或2的添加Ce的Al-Si-Cu-Mg合金作為擠壓鑄造合金原料的應(yīng)用。
【專(zhuān)利摘要】一種含Ce擠壓鑄造Al-Si-Cu-Mg合金，屬于金屬合金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所提供的合金中各組分及其重量百分比為：Si含量為8.5～11％，Cu含量為0.6～0.9％，Mg含量為0.25～0.4％，稀土Ce含量為0～0.1％，余量為Al，其中稀土Ce最優(yōu)重量比為0.05％。本發(fā)明加入稀土Ce，大大提高了鋁硅銅鎂合金的綜合機(jī)械性能，鑄態(tài)下合金的抗拉強(qiáng)度(σb)由220MPa增加到240MPa，提高了9％；延伸率(δ)從2％提高到2.7％，提高了35％。由此可推斷，Ce有望成為改善擠壓鑄造鋁硅銅鎂合金性能的有效合金元素。
【IPC分類(lèi)】C22C21/02, C22C1/03, B22D18/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105200278
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510660991
【發(fā)明人】李伯龍, 官劉毅, 亓鵬, 魏立軍, 王同波, 聶祚仁
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月12日