本發(fā)明涉及一種鑄造鋁硅合金材料及其制備方法，特指一種適用于深冷處理進(jìn)行強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：深冷處理是常規(guī)冷處理的延伸，是指用液氮作為冷卻介質(zhì)對材料在—130℃及以下進(jìn)行處理的一種工藝方法。早在20世紀(jì)50年代就開始進(jìn)行深冷處理對黑色金屬材料性能的研究。對于鋼鐵這類黑色金屬而言，一般認(rèn)為深冷處理具有以下四個方面的共同作用：1、碳化物析出。在馬氏體的基體上析出了大量的彌散的超微細(xì)碳化物，提高了合金的硬度和韌性；2、殘余奧氏體的改變。使殘余奧氏體發(fā)生分解轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，提高了工件的硬度和強(qiáng)度；3、組織細(xì)化。能夠使馬氏體析出彌散碳化物，使組織晶粒細(xì)化，從而使工件的強(qiáng)度和韌性得到很大的提高；4、殘余應(yīng)力與原子動能。容易在工件缺陷(微孔)、內(nèi)應(yīng)力集中的部位及空位表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這種應(yīng)力可以減輕缺陷對材料局部強(qiáng)度的損害，最終表現(xiàn)為磨料磨損抗力的提高。另外，由于原子間既存在使原子緊靠在一起的結(jié)合力，又存在使之分開的動能。深冷處理轉(zhuǎn)移了部分原子間的動能，從而使原子之間的結(jié)合更緊密，提高了材料的強(qiáng)度和韌性。近幾年，深冷處理技術(shù)的研究已從黑色金屬領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到有色金屬（鋁合金，銅合金，鎂合金）以及復(fù)合材料，但對此還沒有取得顯著一致的研究成果。有人研究指出：深冷處理使晶體內(nèi)的沉淀強(qiáng)化相更加均勻細(xì)密，并在晶界處產(chǎn)生析出相，提高了鋁合金的強(qiáng)度硬度，但塑性韌性下降。還有人研究指出：通過固溶深冷處理或多次深冷時效處理等復(fù)合方法，能夠在改善鋁合金強(qiáng)度硬度提高的同時，使其塑性韌性也能獲得一定改善?？傊?，關(guān)于鋁合金深冷處理方面的研究還處于研究初始階段，研究學(xué)者們還需要進(jìn)行深入研究。目前，全球材料學(xué)科正向輕量化、高性能、綠色環(huán)保的方向發(fā)展。對于鋁合金而言，為了拓展應(yīng)用領(lǐng)域和市場占有份額，迫切需要研制高品質(zhì)高性能的鑄造鋁合金。然而，目前鑄造鋁合金相關(guān)方面的研究和應(yīng)用還存在不足。本發(fā)明開發(fā)出一種深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金及其制備工藝。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明開發(fā)出一種深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金及其制備工藝，本發(fā)明通過對鋁熔體進(jìn)行合金化、凈化處理、變質(zhì)處理以及深冷處理，極大地提高了鋁硅合金的力學(xué)性能，可拓展該合金的應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計算，Si為9～11%、Cu為4.5～6%、Mg為0.7～0.8%、Zn為0.45～0.55%、Mn為0.4～0.5%、Cr為0.025～0.035%、Ni為0.02～0.03%、V為0.05～0.1%、Zr為0.05～0.09%、復(fù)合稀土(復(fù)合RE)為0.25～0.35%、Sr為0.01～0.03%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、其余為Al。其中，復(fù)合稀土化學(xué)成分為：La為44～46%、Ce為44～46%、Y為4～5%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素的含量單個<0.2%，總量<1.0%、余為Al。上述的一種深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金，所述的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金化學(xué)成分優(yōu)選為：按質(zhì)量百分比計算，Si為10%、Cu為5%、Mg為0.75%、Zn為0.5%、Mn為0.45%、Cr為0.03%、Ni為0.025%、V為0.08%、Zr為0.08%、復(fù)合RE為0.3%、Sr為0.02%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。所述的一種深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金制備工藝，按照下述步驟進(jìn)行：步驟（1）：以市售A356、Al-Si、Al-Cu、Al-Mn、純Mg、純Zn、Al-Ni、Al-Cr、純V、Al-Zr、復(fù)合RE和Al-Sr中間合金為原材料，按照上述高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金化學(xué)成分進(jìn)行配料，并對配好的所有原材料在保溫爐中進(jìn)行210~250℃的預(yù)熱處理；步驟（2）：將潔凈的石墨坩堝放入熔鋁坩堝爐中進(jìn)行加熱升溫，待溫度升至500℃并保溫片刻后，取出坩堝進(jìn)行裝料操作；步驟（3）：將大部分A356合金（占總量的60～75%）置于坩堝底層，其上放入Al-Si中間合金，隨后放入Al-Mn、Al-Ni、Al-Cr、純V和Al-Zr中間合金，最后在坩堝頂層放置余下的A356合金。注：若坩堝容量有限，余下的A356合金可與Al-Cu、純Zn中間合金一起放入；步驟（4）：將完成裝料操作的坩堝放入770~780℃的坩堝爐中加熱保溫熔化。待坩堝內(nèi)原材料達(dá)到熔融狀態(tài)時，將坩堝爐溫度降至735~745℃并加入Al-Cu和純Zn中間合金；步驟（5）：待所有材料完全熔化且熔清后，坩堝爐降溫至720~730℃，加入用鋁箔包裹且占爐料總質(zhì)量0.45%的無鈉精煉劑，反應(yīng)完成后靜置5-10分鐘。注：所述無鈉精煉劑在使用前要在150~200℃的烘干箱中進(jìn)行2小時以上的烘干處理；步驟（6）：將溫度降至705~715℃，加入用鋁箔包裹過的純Mg合金、復(fù)合RE和Al-Sr中間合金，并用鐘罩將其壓入至坩堝底部，輔以攪拌使其充分熔化，隨后保溫15-25分鐘；步驟（7）：將溫度升至715~725℃，再次使用無鈉精煉劑進(jìn)行精煉處理，加入量仍為爐料總質(zhì)量的0.45%，反應(yīng)完成后靜置5-10分鐘；隨后將鋁熔液澆入預(yù)熱溫度為220~240℃的金屬型模具中即可獲得高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金。所述的深冷處理強(qiáng)化工藝，按照下述步驟進(jìn)行：步驟（1）：將上述工藝操作制備的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金進(jìn)行固溶處理，工藝參數(shù)為：固溶溫度470~490℃，保溫時間5-6小時，淬火介質(zhì)60~90℃的熱水；步驟（2）：固溶處理后進(jìn)行深冷處理，工藝參數(shù)為：深冷溫度-145~-165℃，保溫時間24小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫；步驟（3）：深冷處理后進(jìn)行時效處理，工藝參數(shù)為：時效溫度170~180℃，保溫時間5-6小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫即可獲得深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金。所述的深冷處理強(qiáng)化工藝優(yōu)選為：步驟（1）：將上述工藝操作制備的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金進(jìn)行固溶處理，工藝參數(shù)為：固溶溫度480℃，保溫時間6小時，淬火介質(zhì)80℃的熱水；步驟（2）：固溶處理后進(jìn)行深冷處理，工藝參數(shù)為：深冷溫度-155℃，保溫時間24小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫；步驟（3）：深冷處理后進(jìn)行時效處理，工藝參數(shù)為：時效溫度175℃，保溫時間6小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫即可獲得深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金。有益效果（1）本發(fā)明通過深冷處理工藝極大地提高了合金元素在鑄造鋁硅合金中的溶解度，使得添加的多種合金元素形成更多細(xì)小的強(qiáng)化相，因此本合金在力學(xué)性能方面較其他鑄造鋁硅合金具有很大的優(yōu)勢。（2）本發(fā)明的深冷處理工藝以傳統(tǒng)鋁合金的T6熱處理工藝為基礎(chǔ)，實際操作過程中只需增加價格并不貴的深冷處理箱即可，但在提高鋁硅合金力學(xué)性能方面具有顯著作用。（3）本發(fā)明提供的鑄造鋁硅合金具有優(yōu)良的鑄造性能、優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，并且其制備工藝與傳統(tǒng)工藝相差不大，技術(shù)改造成本不高，應(yīng)用性價比極高。具體實施方式本發(fā)明涉及無鈉精煉劑為上海虹光金屬熔劑廠生產(chǎn)的HGJ-2鋁合金無鈉精煉清渣劑。本發(fā)明涉及一種深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金，所述的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金特征為：化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計算，Si為9～11%、Cu為4.5～6%、Mg為0.7～0.8%、Zn為0.45～0.55%、Mn為0.4～0.5%、Cr為0.025～0.035%、Ni為0.02～0.03%、V為0.05～0.1%、Zr為0.05～0.09%、復(fù)合RE為0.25～0.35%、Sr為0.01～0.03%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。其中，復(fù)合稀土化學(xué)成分為：La為44～46%、Ce為44～46%、Y為4～5%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.2%，總量<1.0%、余為Al。所述的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金的制備工藝特征為：步驟1以市售A356、Al-Si、Al-Cu、Al-Mn、純Mg、純Zn、Al-Ni、Al-Cr、純V、Al-Zr、復(fù)合RE和Al-Sr中間合金為原材料，按照上述高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金化學(xué)成分的特征進(jìn)行配料，并對配好的所有原材料在保溫爐中進(jìn)行210~250℃的預(yù)熱處理；步驟2將潔凈的石墨坩堝放入熔鋁坩堝爐中進(jìn)行加熱升溫，待溫度升至500℃并保溫片刻后，取出坩堝進(jìn)行裝料操作；步驟3將大部分A356合金（占總量的60～75%）置于坩堝底層，其上放入Al-Si中間合金，隨后放入Al-Mn、Al-Ni、Al-Cr、純V和Al-Zr中間合金，最后在坩堝頂層放置余下的A356合金。注：若坩堝容量有限，余下的A356合金可與Al-Cu、純Zn中間合金一起放入；步驟4將完成裝料操作的坩堝放入770~780℃的坩堝爐中加熱保溫熔化。待坩堝內(nèi)原材料達(dá)到熔融狀態(tài)時，將坩堝爐溫度降至735~745℃并加入Al-Cu和純Zn中間合金；步驟5待所有材料完全熔化且熔清后，坩堝爐降溫至720~730℃，加入用鋁箔包裹且占爐料總質(zhì)量0.45%的無鈉精煉劑，反應(yīng)完成后靜置5-10分鐘。注：所述無鈉精煉劑在使用前要在150~200℃的烘干箱中進(jìn)行2小時以上的烘干處理；步驟6將溫度降至705~715℃，加入用鋁箔包裹過的純Mg合金、復(fù)合RE和Al-Sr中間合金，并用鐘罩將其壓入至坩堝底部，輔以攪拌使其充分熔化，隨后保溫15-25分鐘；步驟7將溫度升至715~725℃，再次使用無鈉精煉劑進(jìn)行精煉處理，加入量仍為爐料總質(zhì)量的0.45%，反應(yīng)完成后靜置5-10分鐘；隨后將鋁熔液澆入預(yù)熱溫度為220~240℃的金屬型模具中即可獲得高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金。實施例1高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金化學(xué)成分（按質(zhì)量百分比計算）為：Si為9%、Cu為4.5%、Mg為0.7%、Zn為0.45%、Mn為0.4%、Cr為0.025%、Ni為0.02%、V為0.05%、Zr為0.05%、復(fù)合RE為0.25%、Sr為0.01%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。制備工藝如上具體實施方式所述。隨后將鑄造鋁硅合金采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1所示。實施例2高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金化學(xué)成分（按質(zhì)量百分比計算）為：Si為11%、Cu為6%、Mg為0.8%、Zn為0.55%、Mn為0.5%、Cr為0.035%、Ni為0.03%、V為0.1%、Zr為0.09%、復(fù)合RE為0.35%、Sr為0.03%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。制備工藝如上具體實施方式所述。隨后將鑄造鋁硅合金采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1所示。實施例3高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金化學(xué)成分（按質(zhì)量百分比計算）為：Si為10%、Cu為5%、Mg為0.75%、Zn為0.5%、Mn為0.45%、Cr為0.03%、Ni為0.025%、V為0.08%、Zr為0.08%、復(fù)合RE為0.3%、Sr為0.02%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。制備工藝如上具體實施方式所述。隨后將鑄造鋁硅合金采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1所示。實施例4高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金化學(xué)成分（按質(zhì)量百分比計算）為：Si為9%、Cu為4.5%、Mg為0.7%、Zn為0.45%、Mn為0.4%、Cr為0.025%、Ni為0.02%、V為0.05%、Zr為0.05%、復(fù)合RE為0.25%、Sr為0.01%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。制備工藝如上具體實施方式所述。然后進(jìn)行深冷處理，其工藝特征為：（1）對高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金進(jìn)行固溶處理，工藝參數(shù)為：固溶溫度470℃，保溫時間5小時，淬火介質(zhì)60℃的熱水；（2）固溶處理后進(jìn)行深冷處理，工藝參數(shù)為：深冷溫度-145℃，保溫時間24小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫；（3）深冷處理后進(jìn)行時效處理，工藝參數(shù)為：時效溫度170℃，保溫時間5小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫即可獲得深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金。最后將深冷處理強(qiáng)化的鑄造鋁硅合金采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1所示。實施例5高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金化學(xué)成分（按質(zhì)量百分比計算）為：Si為11%、Cu為6%、Mg為0.8%、Zn為0.55%、Mn為0.5%、Cr為0.035%、Ni為0.03%、V為0.1%、Zr為0.09%、復(fù)合RE為0.35%、Sr為0.03%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。制備工藝如上具體實施方式所述。然后進(jìn)行深冷處理，其工藝特征為：（1）對高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金進(jìn)行固溶處理，工藝參數(shù)為：固溶溫度490℃，保溫時間6小時，淬火介質(zhì)90℃的熱水；（2）固溶處理后進(jìn)行深冷處理，工藝參數(shù)為：深冷溫度-165℃，保溫時間24小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫；（3）深冷處理后進(jìn)行時效處理，工藝參數(shù)為：時效溫度180℃，保溫時間6小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫即可獲得深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金。最后將深冷處理強(qiáng)化的鑄造鋁硅合金采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1所示。實施例6高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金化學(xué)成分（按質(zhì)量百分比計算）為：Si為10%、Cu為5%、Mg為0.75%、Zn為0.5%、Mn為0.45%、Cr為0.03%、Ni為0.025%、V為0.08%、Zr為0.08%、復(fù)合RE為0.3%、Sr為0.02%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。制備工藝如上具體實施方式所述。然后進(jìn)行深冷處理，其工藝特征為：（1）對高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金進(jìn)行固溶處理，工藝參數(shù)為：固溶溫度480℃，保溫時間6小時，淬火介質(zhì)80℃的熱水；（2）固溶處理后進(jìn)行深冷處理，工藝參數(shù)為：深冷溫度-155℃，保溫時間24小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫；（3）深冷處理后進(jìn)行時效處理，工藝參數(shù)為：時效溫度175℃，保溫時間6小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫即可獲得深冷處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金。最后將深冷處理強(qiáng)化的鑄造鋁硅合金采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1所示。對比例1材料為工業(yè)常用的市售A356鑄造鋁硅合金，其化學(xué)成分（質(zhì)量百分比）為：Si為7%、Mg為0.3%、Ti為0.1%、Cu為0.1%、Mn為0.1%、Zn為0.1%、Fe≤0.18%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。將其采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1所示。對比例2材料為工業(yè)常用的市售A356鑄造鋁硅合金，其化學(xué)成分（質(zhì)量百分比）為：Si為7%、Mg為0.3%、Ti為0.1%、Cu為0.1%、Mn為0.1%、Zn為0.1%、Fe≤0.18%、其中不可避免雜質(zhì)元素如O、S或者C，不可避免雜質(zhì)元素單個<0.05%，總量<0.15%、余為Al。然后進(jìn)行深冷處理，其工藝特征為：（1）對A356鑄造鋁硅合金進(jìn)行固溶處理，工藝參數(shù)為：固溶溫度480℃，保溫時間6小時，淬火介質(zhì)80℃的熱水；（2）固溶處理后進(jìn)行深冷處理，工藝參數(shù)為：深冷溫度-155℃，保溫時間24小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫；（3）深冷處理后進(jìn)行時效處理，工藝參數(shù)為：時效溫度175℃，保溫時間6小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫即可獲得深冷處理強(qiáng)化的A356鑄造鋁硅合金。最后將其采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1。對比例3材料為已公開的發(fā)明專利中的鑄造鋁硅合金，具體化學(xué)成分（質(zhì)量百分比）為：Si7.5%，Cu3.5%，Mg0.35%，Mn0.25%，Zn0.45%，F(xiàn)e≤0.35%，余為Al。采用電磁感應(yīng)石墨坩堝熔鋁爐進(jìn)行熔煉。除了Mg和Zn以外，其他原材料加入石墨坩堝內(nèi)，在770℃下待所有原料熔化后降溫至740℃并加入Mg和Zn。熔化后，再加入復(fù)合細(xì)化變質(zhì)劑（化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計算，具體為：Ti為12%、Cr為8.5%、Ni為9.5%、Sr為8.5%、Ce為6.5%、La為6.5%、Nb為5.5%、Pr為3.5%、Er為3.5%、Eu為3.5%、Y為3%、Ba為3%、B為2.5%、Na為2%、V為1.5%、余為Al），加入量為合金液總質(zhì)量的0.40%。隨后采用市售的HGJ-2鋁合金無鈉精煉清渣除氣劑進(jìn)行除氣處理，加入量為合金液總質(zhì)量的0.5%。完成后靜置10min進(jìn)行澆注，澆注溫度710-720℃。鑄造工藝為：采用普通金屬型鑄造方法，不同的是施加鑄型整體振動。振動裝置采用機(jī)械激振（頻率50Hz，振幅5-20mm）裝置。將金屬型鑄型放在振動臺上，邊振動邊澆鑄，澆注完成后關(guān)閉振動臺。冷卻后將其采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1所示。對比例4材料為已公開的發(fā)明專利中的鑄造鋁硅合金，具體化學(xué)成分（質(zhì)量百分比）為：Si7.5%，Cu3.5%，Mg0.35%，Mn0.25%，Zn0.45%，F(xiàn)e≤0.35%，余為Al。采用電磁感應(yīng)石墨坩堝熔鋁爐進(jìn)行熔煉。除了Mg和Zn以外，其他原材料加入石墨坩堝內(nèi)，在770℃下待所有原料熔化后降溫至740℃并加入Mg和Zn。熔化后，再加入復(fù)合細(xì)化變質(zhì)劑（化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計算，具體為：Ti為12%、Cr為8.5%、Ni為9.5%、Sr為8.5%、Ce為6.5%、La為6.5%、Nb為5.5%、Pr為3.5%、Er為3.5%、Eu為3.5%、Y為3%、Ba為3%、B為2.5%、Na為2%、V為1.5%、余為Al），加入量為合金液總質(zhì)量的0.40%。隨后采用市售的HGJ-2鋁合金無鈉精煉清渣除氣劑進(jìn)行除氣處理，加入量為合金液總質(zhì)量的0.5%。完成后靜置10min進(jìn)行澆注，澆注溫度710-720℃。鑄造工藝為：采用普通金屬型鑄造方法，不同的是施加鑄型整體振動。振動裝置采用機(jī)械激振（頻率50Hz，振幅5-20mm）裝置。將金屬型鑄型放在振動臺上，邊振動邊澆鑄，澆注完成后關(guān)閉振動臺。冷卻后進(jìn)行深冷處理，其工藝特征為：（1）對鑄造鋁硅合金進(jìn)行固溶處理，工藝參數(shù)為：固溶溫度480℃，保溫時間6小時，淬火介質(zhì)80℃的熱水；（2）固溶處理后進(jìn)行深冷處理，工藝參數(shù)為：深冷溫度-155℃，保溫時間24小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫；（3）深冷處理后進(jìn)行時效處理，工藝參數(shù)為：時效溫度175℃，保溫時間6小時，隨后置于空氣中恢復(fù)至室溫即可獲得深冷處理強(qiáng)化的鑄造鋁硅合金。最后將其采用線切割的方法進(jìn)行取樣，獲得國家標(biāo)準(zhǔn)拉伸實驗用拉伸試片，并進(jìn)行拉伸實驗得到該合金的力學(xué)性能如表1。通過表1可以看出：對比例1是工業(yè)常用的市售A356鑄造鋁硅合金，對比例3是已公開的發(fā)明專利中的鑄造鋁硅合金。二者的力學(xué)性能與本發(fā)明專利的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金（實施例1、2和3）相比還存在一定的差距。將這兩種鑄造鋁硅合金進(jìn)行本發(fā)明專利相同的深冷處理（對比例2和4）后，其力學(xué)性能指標(biāo)乃至力學(xué)性能的提高程度也都達(dá)不到本發(fā)明專利的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金的力學(xué)性能。其中，實施例3為本發(fā)明專利中優(yōu)選化學(xué)成分制備的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金，實施例6為實施例3制備的合金經(jīng)過本發(fā)明專利中優(yōu)選深冷處理強(qiáng)化工藝制備的合金。由此可見，在優(yōu)選條件下，本發(fā)明專利中的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金的力學(xué)性能達(dá)到最大。總之，本發(fā)明專利的高強(qiáng)度鑄造鋁硅合金不但具有優(yōu)良的基礎(chǔ)力學(xué)性能，更適用于本發(fā)明專利的深冷處理工藝，使其力學(xué)性能獲得極大的提升。表1不同工藝制備的鑄造鋁硅合金的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度，MPa伸長率，%硬度，HB對比例1160.51.562.5對比例2245.53.692.0對比例3260.03.195.5對比例4334.56.2110.0實施例1295.09.0101.0實施例2300.09.2104.5實施例3309.59.3106.0實施例4390.59.8129.5實施例5395.010.0131.0實施例6405.010.2137.5當(dāng)前第1頁1 2 3