本發(fā)明涉及一種真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金及其制備方法,屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
羅茨真空泵廣泛用于真空冶金中的冶煉、脫氣、軋制,以及化工、食品、醫(yī)藥工業(yè)中的真空蒸餾、真空濃縮和真空干燥等方面。真空泵配件為用于真空泵噪聲治理的,真空泵消音器。更大更先進的真空泵的研制代表著該行業(yè)的一個重要發(fā)展方向。但是,現(xiàn)在的真空泵轉(zhuǎn)子多采用鑄鐵材料,密度太大(鑄鐵密度為7.86g/cm3),大尺寸的鑄鐵轉(zhuǎn)子將會因為重量過大嚴(yán)重阻礙真空泵的運行穩(wěn)定性,同時消耗更多能源,從而嚴(yán)重阻礙了新型真空泵的開發(fā)。
另一方面,真空泵工作時,轉(zhuǎn)子零件溫度升高,從而會引起金屬零件尺寸的膨脹,零件尺寸變化多少和材料的熱膨脹系數(shù)有關(guān)。在20℃-300℃時,鐵的熱膨脹系數(shù)為12.2×10-6K-1,而鋁的熱膨脹系數(shù)為23.2×10-6K-1。假如真空泵轉(zhuǎn)子采用普通鋁合金材料,工作溫度升高,轉(zhuǎn)子尺寸變化太大,必將嚴(yán)重影響真空泵的結(jié)構(gòu)和工作效率。所以,新型真空泵必須采用具有低膨脹系數(shù)的鋁合金材料。
而現(xiàn)有的過共晶鋁硅合金具有高耐磨性、輕質(zhì)、高強度及低的熱膨脹性等一系列優(yōu)點,是制造真空泵轉(zhuǎn)子較理想的材料。但是,由于硅含量越高,鋁硅合金的鑄造性能越差、合金抗拉強度越低。如中國專利申請(授權(quán)公告號:CN101503773B)公開了一種耐熱低膨脹高硅鋁合金,其合金元素組成及質(zhì)量百分比為:Si:18~25;Cu:1.0~2.5;Mn:0.3~0.6;Mg:0.2~0.8;RE:0.3~1.0,其中,RE中Ce的質(zhì)量百分比大于40%;P:0.006~0.04;余量為Al。其通過采用RE和P的復(fù)合變質(zhì)處理,實現(xiàn)了過共晶鋁合金初晶硅和共晶硅的同時細(xì)化,實現(xiàn)了過共晶鋁合金和高溫力學(xué)性能,但是其在整體的耐高溫性能抗拉強度還有待提高;而且Ce的活性較高,在實際使用時不利于實際操作。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷,提供一種真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金及其制備方法,解決的問題是如何使鋁合金兼具低膨脹系數(shù)和高抗拉強度的性能。
本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的,一種真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金,其特征在于,該鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:23wt%~26wt%;Cu:0.8wt%~2.4wt%;Mn:0.2wt%~0.8wt%;Ag:2.0wt%~3.0wt%;Y:0.7wt%~1.5wt%;Dy:0.5wt%~1.5wt%;Ni:1.1wt%~1.4wt%;為余量Al。
本發(fā)明通過加入Cu元素能夠?qū)︿X硅合金有顯著的固溶強化作用;而通過加入Mn元素和Ni元素能夠與體系中的Fe雜質(zhì)共同生成復(fù)雜相并減少β-Fe雜質(zhì)相的產(chǎn)生。同時,加入的Al、Si、Cu、Ni等元素在合金中能夠形成化合物強化相,起到綜合強化合金的作用。在本發(fā)明的鋁合金中,最主要的是通過加入Ag、Dy和Y元素,使它們與合金中的元素形成協(xié)同作用,一方面使Ag、Al、Y三種元素之間能夠形成金屬間化合物強化相Ag0.66Al2.34Y,其晶格常數(shù)與Si晶粒比較相近,從而使有利于初晶硅的異質(zhì)形核,進而達(dá)到細(xì)化初晶硅的作用;同時,加入的Ag、Al、Dy三種元素之間能夠形成金屬間化合物強化相Ag0.55Al3.45Dy,其晶格常數(shù)與α-Al晶粒比較相近,從而使有利于初晶α-Al晶粒的異質(zhì)形核,進而達(dá)到細(xì)化α-Al晶粒的作用;而另一方面,組成合金的溶質(zhì)元素及含量對合金的熱膨脹的影響極為明顯。具體來說,溶質(zhì)元素的膨脹系數(shù)低于溶劑基體時,將減小膨脹系數(shù);含量越高,影響越大;金屬固溶體基體中加入一定組合低膨脹系數(shù)的過渡族元素,則固溶體的膨脹系數(shù)可能發(fā)生顯著下降。更進一步的說,本發(fā)明加入的Ag元素在α-Al固溶體中的固溶度高于其他合金元素,并且在0-100℃時的線膨脹系數(shù)為18.7×10-6K-1,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Al在0-100℃時的線膨脹系數(shù)23.8×10-6K-1;同時,Ag還能夠起到顯著的固溶強化作用。而加入的Dy元素的0-100℃線膨脹系數(shù)為9.0×10-6K-1,Y元素的0-100℃線膨脹系數(shù)為10.6×10-6K-1,同樣均是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Al在0-100℃時的線膨脹系數(shù)23.8×10-6K-1。因此,能夠使固溶有過渡組元素Ag、Y、Dy和Cu的α(Al)固溶體熱膨脹系數(shù)明顯降低,能夠起到很好的協(xié)同作用,從而使對整個合金膨脹系數(shù)大小起決定作用,達(dá)到低膨脹系數(shù)和高抗拉強度的效果。此外,稀土元素Dy和Y具有重熔性強、不腐蝕坩堝等優(yōu)點。稀土元素Dy和Y對溶液中的氫元素的親和力大,能吸附和溶解合金熔體中的氫原子,生成REmHn,從而減少鑄件中的針孔,能夠提高鋁合金的抗拉強度性能。
在上述的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金中,作為優(yōu)選,所述Dy的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.6wt%~1.0t%。通過調(diào)整Dy元素的加入比例,能夠更有效的使鋁合金具有低膨脹系數(shù)和高抗拉強度的作用。
在上述的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金中,作為優(yōu)選,所述Y的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.8wt%~1.2wt%。能夠起到降低膨脹系數(shù)的作用,實現(xiàn)具有低膨脹系數(shù)的效果。
在上述的真空泵轉(zhuǎn)子用含Dy鋁合金中,作為優(yōu)選,所述Ag的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2.4wt%~2.6wt%。目的是為了更好的實現(xiàn)兼具低膨脹系數(shù)和高抗拉強度的作用。
在上述的真空泵轉(zhuǎn)子用含Dy鋁合金中,作為優(yōu)選,所述Y:Dy:Ag的質(zhì)量比為1:0.6~0.8:2.0~2.2。能夠使鋁合金的金屬固溶體的膨脹系數(shù)更均勻的降低,從而使整體的鋁合金膨脹系數(shù)達(dá)到較好的效果。
在上述的真空泵轉(zhuǎn)子用含Dy鋁合金中,作為優(yōu)選,所述(Dy+Y):(Ag+Cu)的質(zhì)量比為1:1.5~2.0。使能夠有效的起到協(xié)同作用,形成達(dá)到高抗拉強度和低膨脹系數(shù)的效果。
本發(fā)明的目的之二是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的,一種真空泵轉(zhuǎn)子用含Dy鋁合金的制備方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
A、按照含稀土鋁合金各成分組成選取原料,先將純鋁錠放入熔煉爐中進行熔融;
B、再將純Si和純Ni加入到上述熔體中進行熔化;然后,再將純銅和Al-Mn中間合金加入到熔體中進行熔化;
C、將合金熔體的溫度降到700℃~760℃進行精煉,去除表面浮渣;
D、再加熱到800℃-850℃后,加入Al-Dy中間合金和Al-Y中間合金使熔化完全;再將純銀加入到熔體中進行熔化;
E、將熔體升溫至1050℃~1100℃進行過熱處理,放入模具內(nèi)進行澆鑄,得到相應(yīng)的鑄態(tài)鋁合金;
F、將鑄態(tài)合金在495℃~565℃進行熱處理和固溶化處理后,冷卻和進行時效處理,得到最終的產(chǎn)品。
本發(fā)明通過將熔體進行過熱處理是為了改善熔融狀態(tài)下金屬組織的不均勻性,使具有更好的均勻性,而通過將Al-Y中間合金、Al-Dy中間合金和純銀在熔煉的最后階段加入,目的是為了改善亞穩(wěn)定Al-Y-Ag和Al-Dy-Ag原子團簇的存在狀態(tài),這種亞穩(wěn)定團簇正是組織的遺傳因子,它能夠保存Al-Y-Ag相和Al-Dy-Ag相的組織特征,成為合金凝固過程中組織遺傳性的載體。從而改善合金結(jié)晶條件,改善了凝固后鑄錠鋁合金的組織和性能,能夠達(dá)到較好的抗拉強度性能和低膨脹系數(shù)的效果。
在上述的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的制備方法中,作為優(yōu)選,步驟E中所述模具的內(nèi)壁表面涂覆有含CeO2的涂料層。由于鋁合金中形成的Al-Dy-Ag相晶格點陣常數(shù)與α-Al點陣常數(shù)接近,二者具有較好的界面共格對應(yīng)關(guān)系,從而能夠作為非均質(zhì)形核質(zhì)點而細(xì)化a-Al晶粒;另一方面,形成的Al-Y-Ag相晶格點陣常數(shù)與Si點陣常數(shù)接近,二者之間同樣能夠產(chǎn)生較好的界面共格對應(yīng)關(guān)系,從而能夠作為非均質(zhì)形核質(zhì)點而細(xì)化單晶Si;又由于CeO2是面心立方晶體結(jié)構(gòu),其與Si的晶格常數(shù)十分接近,所以鋁合金中Si元素很容易以Al-Y-Ag相和CeO2為異質(zhì)核心長大,使合金內(nèi)單晶Si在凝固過程中改性,尺寸變小,更進一步達(dá)到細(xì)化晶粒的作用,從而實現(xiàn)提高合金的性能,使具有更好的抗拉強度和低膨脹系數(shù)的效果。
在上述真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的制備方法中,作為優(yōu)選,步驟E中所述模具預(yù)先預(yù)熱至250℃~300℃。使在澆鑄的過程中不會出現(xiàn)局部過冷現(xiàn)象,保證鋁合金的性能要求。
在上述真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的制備方法中,作為優(yōu)選,步驟A中所述熔煉爐的內(nèi)壁表面涂覆有含CeO2的涂料層。同樣,鋁合金材料中的Si很容易以CeO2為異質(zhì)核心長大,使合金內(nèi)單晶Si在凝固過程中達(dá)到改性,尺寸變小,更進一步的達(dá)到細(xì)化晶粒的作用,從而實現(xiàn)提高合金的性能,使具有更好的抗拉強度和低膨脹系數(shù)的效果。
綜上所述,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點:
1.本真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金,通過加入Ag元素和Y及Dy元素并結(jié)合Cu元素,使Ag、Al、Dy三種元素之間能夠形成金屬間化合物強化相Ag0.55Al3.45Dy的效果;同時,又能夠使Ag、Al、Y三種元素之間能夠形成金屬間化合物強化相Ag0.66Al2.34Y的效果且能夠使固溶有過渡組元素Ag、Y、Dy和Cu的α(Al)固溶體熱膨脹系數(shù)明顯降低,從而實現(xiàn)高抗拉強度和低膨脹系數(shù)的作用效果。
2.本真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的制備方法,通過將Al-Dy中間合金、Al-Y中間合金和純銀在熔煉的最后階段加入,能夠改善亞穩(wěn)定Al-Dy-Ag和Al-Y-Ag原子團簇的存在狀態(tài)和保存Al-Dy-Ag相和Al-Y-Ag相的組織特征,成為合金凝固過程中組織遺傳性的載體,能夠達(dá)到較好的抗拉強度性能和低膨脹系數(shù)的效果。
3.本真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的制備方法,通過在熔煉爐和模具的內(nèi)壁表面涂覆有含CeO2的涂料層,能夠提高合金的性能,使具有更好的抗拉強度和低膨脹系數(shù)的效果。
具體實施方式
下面通過具體實施例,對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明,但是本發(fā)明并不限于這些實施例。
實施例1
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:23wt%;Cu:0.8wt%;Mn:0.2wt%;Ag:3.0wt%;Y:0.7wt%;Dy:1.5wt%;Ni:1.1wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法如下:
按照以下各原料的質(zhì)量配比選取材料,將純鋁、純Si、純銅、純銀、純Ni,Al-Dy中間合金、Al-Y中間合金、Al-Mn中間合金進行預(yù)熱,預(yù)熱溫度為130℃~150℃,經(jīng)過預(yù)熱處理后,將純硅打碎成10mm左右的小塊,然后用鋁箔包起來在200℃左右預(yù)熱;
然后,將經(jīng)過預(yù)熱后的純鋁錠放入熔煉爐中,再繼續(xù)進行升溫,待爐溫達(dá)到760℃時,進行保溫至金屬呈熔融態(tài);然后,將預(yù)熱后的純Si、純Ni再加入到熔體中,再充分?jǐn)嚢柚疗淙刍耆?,再升溫?50℃,并保溫20-25min左右,然后,降溫至850℃,再將預(yù)熱后的純銅和Al-Mn中間合金加入到熔體中,充分?jǐn)嚢柚疗淙刍耆?,并保?min左右;待合金熔體溫度降到740℃時,使用0.5%-0.8%六氯乙烷(C2Cl6)進行精煉,去除表面浮渣,保溫10min左右后,扒渣;然后,重新加熱到850℃,加入Al-P中間合金,P元素加入量為合金總重的0.1%左右,攪拌,保溫15-20min,使Al-P中間合金充分熔化完全;接著加入Al-Dy中間合金和Al-Y中間合金,攪拌10-15min,使Al-Dy中間合金和Al-Y中間合金充分熔化完全,使充分均勻分散在熔體中,將預(yù)熱后的純銀加入到熔體中,攪拌,保溫5min;然后,將熔體由850℃升溫至1050℃,保溫5分鐘,然后冷卻至850℃,反復(fù)三次;進行熔體過熱處理,通過以上過熱處理目的是為了調(diào)整合金熔體組織結(jié)構(gòu),最后保溫在850℃,進行扒渣,大約保溫5分鐘左右澆鑄,金屬型模具澆注前需預(yù)熱到250℃-350℃,得到相應(yīng)的鑄態(tài)鋁合金;
再將得到的鑄態(tài)鋁合金在495℃-565℃的溫度條件下,保溫8小時進行固溶化處理,而后放入50-80℃水中冷卻;再放入溫度為180℃-200℃的溫度條件下進行時效處理保溫10小時。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為297MPa;300℃抗拉強度(σb)為195MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為15.8×10-6K-1。
實施例2
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:25wt%;Cu:1.2wt%;Mn:0.8wt%;Ag:2.5wt%;Y:1.0wt%;Dy:0.5wt%;Ni:1.4wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法同實施例1一致,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為295MPa;300℃抗拉強度(σb)為190MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為15.7×10-6K-1。
實施例3
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:26wt%;Cu:2.4wt%;Mn:0.5wt%;Ag:3.0wt%;Y:1.2wt%;Dy:1.0wt%;Ni:1.1wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法同實施例1一致,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為294MPa;300℃抗拉強度(σb)為189MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為16.1×10-6K-1。
實施例4
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:25wt%;Cu:2.0wt%;Mn:0.6wt%;Ag:2.4wt%;Y:1.3wt%;Dy:0.8wt%;Ni:1.2wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法同實施例1一致,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為294MPa;300℃抗拉強度(σb)為188MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為15.6×10-6K-1。
實施例5
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:24wt%;Cu:1.5wt%;Mn:0.4wt%;Ag:2.2wt%;Y:0.8wt%;Dy:0.6wt%;Ni:1.2wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法同實施例1一致,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為302MPa;300℃抗拉強度(σb)為198MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為15.3×10-6K-1。
實施例6
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:25wt%;Cu:0.8wt%;Mn:0.8wt%;Ag:2.0wt%;Y:1.5wt%;Dy:1.0wt%;Ni:1.3wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法如下:
按照以下各原料的質(zhì)量配比選取材料,將純鋁、純Si、純銅、純銀、純Ni,Al-Dy中間合金、Al-Y中間合金、Al-Mn中間合金進行預(yù)熱,預(yù)熱溫度為130℃~150℃,經(jīng)過預(yù)熱處理后,將純硅打碎成10mm左右的小塊,然后用鋁箔包起來在200℃左右預(yù)熱;
然后,將經(jīng)過預(yù)熱后的純鋁錠放入熔煉爐中,其中,熔煉爐的內(nèi)壁表面涂覆有含CeO2的涂料層,且涂料可以采用常規(guī)規(guī)的涂料即可,如采用石墨材料,再繼續(xù)進行升溫,待爐溫達(dá)到700℃時,進行保溫至金屬鋁呈熔融態(tài);然后,將預(yù)熱后的純Si、純Ni再加入到熔煉爐內(nèi)的熔體中,再充分?jǐn)嚢柚疗淙刍耆偕郎氐?50℃,并保溫20-25min左右,然后,降溫至850℃,再將預(yù)熱后的純銅和Al-Mn中間合金加入到熔體中,充分?jǐn)嚢柚疗淙刍耆?,并保?min左右;待合金熔體溫度降到740℃時,采用0.5wt%-0.8wt%六氯乙烷(C2Cl6)進行精煉,去除表面浮渣,保溫10min左右后,扒渣;然后,重新加熱到800℃,加入Al-P中間合金,P元素加入量為合金總重的0.1%左右,攪拌,保溫15-20min,使Al-P中間合金充分熔化完全;接著加入Al-Dy中間合金和Al-Y中間合金,攪拌10-15min,使Al-Dy中間合金和Al-Y中間合金充分熔化完全,使充分均勻分散在熔體中,將預(yù)熱后的純銀加入到熔體中,攪拌,保溫5min;然后,將熔體由800℃升溫至1100℃,保溫5分鐘,然后冷卻至800℃,反復(fù)三次,進行熔體過熱處理;通過以上過熱處理目的是為了調(diào)整合金熔體組織結(jié)構(gòu),最后保溫在800℃,進行扒渣,大約保溫5分鐘左右,放入金屬型模具的型腔內(nèi)進行澆鑄,且模具的型腔內(nèi)表面涂覆有含含CeO2的涂料層,預(yù)先將金屬型模具澆注前需預(yù)熱到250℃-350℃,得到相應(yīng)的鑄態(tài)鋁合金;
再將得到的鑄態(tài)鋁合金在510℃的溫度條件下,保溫8小時進行固溶化處理,然后放入50-80℃的水中進行冷卻;再放入180℃-200℃的溫度條件下進行時效處理保溫10小時,得到最終的鋁合金。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為315MPa;300℃抗拉強度(σb)為205MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為14.8×10-6K-1。
實施例7
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:24wt%;Cu:1.5wt%;Mn:0.2wt%;Ag:2.2wt%;Y:1.0wt%;Dy:0.8wt%;Ni:1.1wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法同實施例6一致,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為305MPa;300℃抗拉強度(σb)為196MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為15.2×10-6K-1。
實施例8
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:23wt%;Cu:2.0wt%;Mn:0.4wt%;Ag:2.0wt%;Y:1.0wt%;Dy:0.6wt%;Ni:1.2wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法同實施例6一致,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為301MPa;300℃抗拉強度(σb)為192MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為15.5×10-6K-1。
實施例9
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:24wt%;Cu:1.0wt%;Mn:0.2wt%;Ag:2.0wt%;Y:0.7wt%;Dy:1.3wt%;Ni:1.3wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法同實施例6一致,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為314MPa;300℃抗拉強度(σb)為204MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為15.0×10-6K-1。
實施例10
本實施例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:24wt%;Cu:2.0wt%;Mn:0.2wt%;Ag:3.0wt%;Y:1.0wt%;Dy:1.5wt%;Ni:1.4wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法基本上同實施例6一致,區(qū)別僅在于熔煉爐和模具的內(nèi)表面涂覆的含CeO2的涂料層中CeO2的質(zhì)量含量為1.0wt%~1.2wt%,其它基本相同,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為310MPa;300℃抗拉強度(σb)為206MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為15.3×10-6K-1。
比較例1
為了說明本發(fā)明的鋁合金中加入的Ag和Y與Dy之間能夠起到很好的協(xié)同作用,通過不添加入Ag元素進行具體的比較實施例予以說明。
本比較例的真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:25wt%;Cu:2.0wt%;Mn:0.6wt%;Y:1.0wt%;Dy:0.5wt%;Ni:1.2wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用含稀土鋁合金的具體制備方法同實施例1一致,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為256MPa;300℃高抗拉強度(σb)為158MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為19.2×10-6K-1。
比較例2
為了說明本發(fā)明的鋁合金中加入的Ag和Dy與Y之間能夠起到很好的協(xié)同作用,通過不添加入Dy和Y元素進行具體的比較實施例予以說明。
本比較例的真空泵轉(zhuǎn)子用鋁合金包括以下成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù):
Si:26wt%;Cu:1.5wt%;Mn:0.6wt%;Ag:2.5wt%;Ni:1.1wt%;為余量Al。
以上真空泵轉(zhuǎn)子用鋁合金的具體制備方法同實施例6一致,這里不再贅述。
將得到的鋁合金進行性能測試,即分別測試室溫T6狀態(tài)的過共晶鋁硅合金試棒的拉伸強度和20℃-300℃的熱膨脹系數(shù),分別得到室溫抗拉強度(σb)為270MPa;300℃高抗拉強度(σb)為183MPa;20℃-300℃的熱膨脹系數(shù)為18.8×10-6K-1。
從上述實施例和比較例中可以明顯看出本發(fā)明加入的Ag和Dy及Y之間確實能夠起到很好的協(xié)同作用,從而使鋁合金能夠同時達(dá)到較高的抗拉強度和低膨脹系數(shù)的效果。
本發(fā)明中所描述的具體實施例僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代,但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
盡管對本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說明并引證了一些具體實施例,但是對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說,只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。