[发明专利]新型高强韧铸态铝合金及制备方法

摘要

本发明涉及新型高强韧铸态铝合金及制备方法，包括以下四个步骤：(1)铝合金配比及熔炼；(2)铝合金精炼；(3)微量纳米颗粒强化铝合金；(4)铝合金铸造成型。本发明涉及的技术方案是通过铝合金成分设计、熔炼、精炼，随后加入微量的纳米TiB₂、NbB₂、TiC颗粒强化铝合金，并严格控制Fe、Ti、Zn杂质元素的含量，制备一种新型不热处理的高强韧铸态铝合金。经过本工艺制备的铸态铝合金表现出优异的强度和塑性。该产品可用于制备大型铝合金结构件，不经过热处理，大量节省热处理时和热处理后校正所需的工装、工时、人工，减少能源能耗，简化铝合金结构件的生产工艺流程、降低制备成本，具有重要的应用价值。

主权项

1.一种新型高强韧铸态铝合金及制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)铝合金配比及熔炼：以纯铝、Al-Si12中间合金、纯镁、纯铜为原料备料，按照铝合金的成分为：Si：9.30wt.％～10.5wt.％；Mg：0.39wt.％～2.70wt.％；Cu：0.00wt.％～1.00wt.％；Zn：≤0.15wt.％；Ti：≤0.10wt.％；Fe：≤0.10wt.％；余量为Al，配制铝合金；将配制铝合金的原料一起加入到干燥的熔炼炉中，加热到温度为1003-1023K条件下熔炼0.5h～1h，得到铝合金熔液；(2)铝合金精炼：经熔炼的铝液转至保温炉保温，然后进行炉内精炼，在温度为1003-1023K条件下，将旋转吹气探头伸入保温炉底部，由旋转吹气探头向铝液通入氯气和氩气进行精炼，吹气处理5-10min，精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量；(3)微量纳米颗粒强化铝合金：气体净化熔体结束后分别加入含有内生纳米陶瓷颗粒的30wt.％TiB2/Al、30wt.％NbB2/Al、30wt.％TiC/Al中间合金；其中纳米TiB2、NbB2、TiC陶瓷颗粒实际加入量为0.02-0.3wt.％，机械搅拌2-5min；将超声波探头下降至液面以下100mm并保温3-8min；随后开启超声波设备，对混合合金液采用超声处理3-10min，辅助纳米颗粒分散均匀；超声处理后的合金液加入0.05-0.10wt.％铝合金精炼剂进行除气精炼、扒渣、静置5-10min；经过最后除渣处理的铝液可以直接进行浇铸；(4)铝合金铸造成型：将铝液浇铸到一系列金属型模具中成板状铝合金铸坯，板状铸坯的厚度为20mm，浇铸控制温度为973-1003K。