一種含稀土元素的鋁合金壓鑄件及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及壓鑄件加工領域，特別是一種含稀土元素的鋁合金壓鑄件及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們對產(chǎn)品的輕量、低成本的要求日益強烈，鋁合金由于其在這兩方面均有顯著的優(yōu)勢，愈發(fā)受到重視。而且壓鑄鋁合金可實現(xiàn)復雜結構的一次成型，在工序的簡易性、可操作性方面具有很大的優(yōu)勢，使得目前鋁合金壓鑄件的應用已極為普遍。
[0003]但目前的壓鑄鋁合金在可壓鑄性和機械強度方面存在不可兼得的缺陷，嚴重的影響了鋁合金壓鑄件在汽車、空調(diào)等承重配件方面的應用。常見的壓鑄鋁合金主要有鋁硅系和鋁鎂系合金；鋁硅類合金壓鑄件，一經(jīng)化學處理表面即發(fā)灰、發(fā)黑、機械性能較差，且脆性較大；而其它鋁鎂系合金雖然表面處理性能優(yōu)良，但壓鑄性能不好，具有容易粘模、熱裂、澆不足、冷隔和疏松等缺陷，機械性能和硬度也不高。傳統(tǒng)的壓鑄鋁合金陽極氧化性能較差、強度較低、耐腐蝕性較差以及流動性無法滿足產(chǎn)品材質要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種含稀土元素的鋁合金壓鑄件及其制備方法，使鋁合金壓鑄件具有優(yōu)良的機械性能。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為:
[0006]—種含稀土元素的鋁合金壓鑄件，其組分及各組分的質量百分比為:Si3.2?
6.1 %、Mg2.2 ?3.5 %、Cul.2 ?1.9 %、Zn0.5 ?1.2 %、Sr0.03 ?0.08 %、Zr0.03 ?
0.06%,Er0.02?0.04%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0007]優(yōu)選的，所述含稀土元素的鋁合金壓鑄件的組分及各組分的質量百分比為:Si5.3%、Mg2.7%、Cul.6%、ΖηΟ.9%、Sr0.06Zr0.04%、Er0.03%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0008]—種含稀土元素的鋁合金壓鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0009](1)熔化:先將純鋁、純鎂、鋁硅合金加入熔煉爐中，加熱至730?750°C并攪拌使合金完全熔化，然后加入電解銅、鋁鋅合金、鎂鍶合金、鋁鉺合金和鋁鋯合金，繼續(xù)升溫至780?800°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液；
[0010](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至750?770°C，噴入精煉劑進行精煉處理，精煉完成后靜置5?lOmin，將鋁合金熔液的表面渣扒出，然后升溫至750-760°C，加入細化劑，通入氬氣進行除氣精煉，除氣時間為12?16min，除氣完畢檢驗鋁合金熔液成分，待檢驗合格后進行第二次扒渣，完成精煉過程；
[0011](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C ;
[0012](4)壓鑄:將模具的型腔預熱至220?230°C，再將步驟(3)處理后的鋁合金熔液后壓射到模具的型腔中，其中充型開始時的熔液流速為0.26?0.30m/s、鑄造壓力為50?55MPa，充型率超過60%后，提高熔液的流速至1.7?1.9m/s、鑄造壓力為65?70MPa，直至充型壓鑄結束；
[0013](5)脫模:壓鑄結束后保壓時間為100?110s，卸掉壓力，冷卻20?25s后脫模即得壓鑄件成品。
[0014]本發(fā)明的鋁合金壓鑄件，可應用于空調(diào)、汽車、發(fā)動機等領域，具有以下優(yōu)點:
[0015](1)有良好的加工性能，成型容易，不會出現(xiàn)粘模、熱裂、澆不足、冷隔等缺陷；
[0016](2)與目前常規(guī)的鋁硅系和鋁鎂系合金相比，本發(fā)明的鋁合金壓鑄件在抗拉強度、屈服強度都有大幅提升，且強度高、韌性大，還具有良好的耐腐蝕性。
【具體實施方式】
[0017]以下結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍和應用范圍不限于以下實施例:
[0018]實施例1
[0019]—種含稀土元素的鋁合金壓鑄件，其組分及各組分的質量百分比為:Si5.3%、Mg2.7%,Cul.6%,Zn0.9%, Sr0.06%,Zr0.04%,Er0.03%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0020]上述含稀土元素的鋁合金壓鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0021](1)熔化:先將純鋁、純鎂、鋁硅合金加入熔煉爐中，加熱至730?750°C并攪拌使合金完全熔化，然后加入電解銅、鋁鋅合金、鎂鍶合金、鋁鉺合金和鋁鋯合金，繼續(xù)升溫至780?800°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液；
[0022](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至750?770°C，噴入精煉劑進行精煉處理，精煉完成后靜置5?lOmin，將鋁合金熔液的表面渣扒出，然后升溫至750-760°C，加入細化劑，通入氬氣進行除氣精煉，除氣時間為12?16min，除氣完畢檢驗鋁合金熔液成分，待檢驗合格后進行第二次扒渣，完成精煉過程；
[0023](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C ;
[0024](4)壓鑄:將模具的型腔預熱至220?230°C，再將步驟(3)處理后的鋁合金熔液后壓射到模具的型腔中，其中充型開始時的熔液流速為0.26?0.30m/s、鑄造壓力為50?55MPa，充型率超過60%后，提高熔液的流速至1.7?1.9m/s、鑄造壓力為65?70MPa，直至充型壓鑄結束；
[0025](5)脫模:壓鑄結束后保壓時間為100?110s，卸掉壓力，冷卻20?25s后脫模即得壓鑄件成品。
[0026]采用上述方法制得的1cm拉伸試樣，在室溫下測試其機械性能:拉伸強度為337MPa，屈服強度為261MPa，延伸率為12.5%。
[0027]實施例2
[0028]—種含稀土元素的鋁合金壓鑄件，其組分及各組分的質量百分比為:Si3.2%、Mg2.2%,Cul.2%,Zn0.5%, Sr0.03%,Zr0.03%,Er0.02%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0029]上述含稀土元素的鋁合金壓鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0030](1)熔化:先將純鋁、純鎂、鋁硅合金加入熔煉爐中，加熱至730?750°C并攪拌使合金完全熔化，然后加入電解銅、鋁鋅合金、鎂鍶合金、鋁鉺合金和鋁鋯合金，繼續(xù)升溫至780?800°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液；
[0031](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至750?770°C，噴入精煉劑進行精煉處理，精煉完成后靜置5?lOmin，將鋁合金熔液的表面渣扒出，然后升溫至750-760°C，加入細化劑，通入氬氣進行除氣精煉，除氣時間為12?16min，除氣完畢檢驗鋁合金熔液成分，待檢驗合格后進行第二次扒渣，完成精煉過程；
[0032](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C ;
[0033](4)壓鑄:將模具的型腔預熱至220?230°C，再將步驟(3)處理后的鋁合金熔液后壓射到模具的型腔中，其中充型開始時的熔液流速為0.26?0.30m/s、鑄造壓力為50?55MPa，充型率超過60%后，提高熔液的流速至1.7?1.9m/s、鑄造壓力為65?70MPa，直至充型壓鑄結束；
[0034](5)脫模:壓鑄結束后保壓時間為100?110s，卸掉壓力，冷卻20?25s后脫模即得壓鑄件成品。
[0035]采用上述方法制得的1cm拉伸試樣，在室溫下測試其機械性能:拉伸強度為301MPa，屈服強度為218MPa，延伸率為10.6%。
[0036]實施例3
[0037]—種含稀土元素的鋁合金壓鑄件，其組分及各組分的質量百分比為:Si6.1%、Mg3.5%,Cul.9%、Znl.2%, Sr0.08%,Zr0.06%,Er0.04%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0038]上述含稀土元素的鋁合金壓鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0039](1)熔化:先將純鋁、純鎂、鋁硅合金加入熔煉爐中，加熱至730?750°C并攪拌使合金完全熔化，然后加入電解銅、鋁鋅合金、鎂鍶合金、鋁鉺合金和鋁鋯合金，繼續(xù)升溫至780?800°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液；
[0040](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至750?770°C，噴入精煉劑進行精煉處理，精煉完成后靜置5?lOmin，將鋁合金熔液的表面渣扒出，然后升溫至750-760°C，加入細化劑，通入氬氣進行除氣精煉，除氣時間為12?16min，除氣完畢檢驗鋁合金熔液成分，待檢驗合格后進行第二次扒渣，完成精煉過程；
[0041](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C ;
[0042](4)壓鑄:將模具的型腔預熱至220?230°C，再將步驟(3)處理后的鋁合金熔液后壓射到模具的型腔中，其中充型開始時的熔液流速為0.26?0.30m/s、鑄造壓力為50?55MPa，充型率超過60%后，提高熔液的流速至1.7?1.9m/s、鑄造壓力為65?70MPa，直至充型壓鑄結束；
[0043](5)脫模:壓鑄結束后保壓時間為100?110s，卸掉壓力，冷卻20?25s后脫模即得壓鑄件成品。
[0044]采用上述方法制得的1cm拉伸試樣，在室溫下測試其機械性能:拉伸強度為333MPa，屈服強度為262MPa，延伸率為12.1 %。
【主權項】
1.一種含稀土元素的鋁合金壓鑄件，其特征在于: 所述鋁合金壓鑄件的組分及各組分的質量百分比為:Si3.2?6.l%、Mg2.2?3.5%、Cul.2 ?1.9%、Zn0.5 ?1.2%、Sr0.03 ?0.08%、Zr0.03 ?0.06%、Er0.02 ?0.04%,其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。2.根據(jù)權利要求1所述的含稀土元素的鋁合金壓鑄件，其特征在于: 所述鋁合金壓鑄件的組分及各組分的質量百分比為:Si5.3%、Mg2.7 %, Cul.6%,Zn0.9%,Sr0.06%、Zr0.04%、Er0.03%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%,其余為A1。3.根據(jù)權利要求1或2所述的含稀土元素的鋁合金壓鑄件的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)熔化:先將純鋁、純鎂、鋁硅合金加入熔煉爐中，加熱至730?750°C并攪拌使合金完全熔化，然后加入電解銅、鋁鋅合金、鎂鍶合金、鋁鉺合金和鋁鋯合金，繼續(xù)升溫至780?800°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液； (2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至750?770°C，噴入精煉劑進行精煉處理，精煉完成后靜置5?lOmin，將鋁合金熔液的表面渣扒出，然后升溫至750_760°C，加入細化劑，通入氬氣進行除氣精煉，除氣時間為12?16min，除氣完畢檢驗鋁合金熔液成分，待檢驗合格后進行第二次扒渣，完成精煉過程； (3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C; (4)壓鑄:將模具的型腔預熱至220?230°C，再將步驟(3)處理后的鋁合金熔液后壓射到模具的型腔中，其中充型開始時的熔液流速為0.26?0.30m/s、鑄造壓力為50?55MPa，充型率超過60%后，提高熔液的流速至1.7?1.9m/s、鑄造壓力為65?70MPa，直至充型壓鑄結束； (5)脫模:壓鑄結束后保壓時間為100?110s，卸掉壓力，冷卻20?25s后脫模即得壓鑄件成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含稀土元素的鋁合金壓鑄件，其組分及各組分的質量百分比為：Si3.2～6.1％、Mg2.2～3.5％、Cu1.2～1.9％、Zn0.5～1.2％、Sr0.03～0.08％、Zr0.03～0.06％、Er0.02～0.04％，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5％，其余為Al。其制備方法包括熔化、精煉、靜置、壓鑄和脫模。本發(fā)明的鋁合金壓鑄件有良好的加工性能，成型容易，且強度高、韌性大，還具有良好的耐腐蝕性。
【IPC分類】C22C1/03, C22C1/06, C22C21/02
【公開號】CN105385904
【申請?zhí)枴緾N201510955863
【發(fā)明人】覃銘, 何兵, 楊途才, 古斌
【申請人】百色學院
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月18日