一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低热裂倾向的Al‑6%Cu合金，其中各合金组分及其重量百分比为：Cu含量为6.2%‑6.7%，Mg含量为0.4%‑0.9%，Cr含量为0.1%‑0.25%，Ga含量为0.07%‑0.22%，余量为Al。本发明专利技术将微量的Ga元素加入到Al‑6%Cu合金中，从而显著的降低合金的热裂倾向，提高了合金的综合机械性能，铸态下合金的抗拉强度、伸长率均有显著提升，经过热处理之后，新型合金的抗拉强度、伸长率可以进一步提升，抗拉强度可达到800MPa以上，伸长率可达到12.5‑13.5%。同时，考虑到应用成本，添加Ga元素量较小，成本较为经济，该合金在实际的工业生产中具有广泛的前景。

Al-6%Cu alloy with low hot cracking tendency and preparation method thereof

The invention provides a Al 6%Cu alloy with low thermal cracking tendency, in which the components of each alloy and their weight percentages are 6.2%, 6.7%, 0.4%, 0.9%, 0.1%, 0.25%, 0.07%, 0.22%, and Al. The invention adds the trace Ga element to the Al 6%Cu alloy, thereby significantly reducing the thermal cracking tendency of the alloy and improving the comprehensive mechanical properties of the alloy. The tensile strength and elongation of the alloy have been significantly improved in the cast state. After heat treatment, the tensile strength and elongation of the new alloy can be further promoted and tensile. The strength can reach more than 800MPa, and the elongation can reach 12.5 13.5%. At the same time, taking into account the application cost, adding Ga element is smaller and the cost is more economical. The alloy has wide prospects in practical industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金及其制备方法
本专利技术涉及金属合金材料制备领域，涉及一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金及其制备方法。
技术介绍
Al-Cu系合金一直具有强度高、韧性好、加工性能优越等特点，但因为其热裂倾向大的缺点一直制约着它的应用。热裂纹是合金凝固过程中，在准固相区收缩受阻而产生于晶界的一种缺陷。由于Al-Cu合金为固溶体型合金，其在凝固结晶温度范围较宽，致使其组织树枝晶极为发达，共晶成分较少，同时合金在凝固末期流动性差，使产生的裂纹不能充分被液相补缩，致使Al-Cu系合金热裂倾向较大。
技术实现思路
本专利技术目的在于通过提升Cu元素含量以及去除Zr元素，从而降低Al-Cu系合金热裂倾向，同时提升合金的综合机械性能。一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金，其中各合金组分及其重量百分比为：各合金组分及其重量百分比为：Cu含量为6.2%-6.7%，Mg含量为0.4%-0.9%，Cr含量为0.1%-0.25%，Ga含量为0.07%-0.22%，余量为Al。优选的，所述的Ga的重量百分比为0.15%-0.25%。优选的，所述的Al-6%Cu合金中，Zr元素的含量低于0.01%。一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金的制备方法，包括以下步骤：A、将坩埚加热到740-760℃的熔炼炉中，加入高纯Al和Al-Cr中间合金；B、待合金全部融化后，将炉温下降到710-730℃，加入Al-Cu和Al-Ga中间合金；C、待合金全部融化后，将炉温下降到695-705℃，加入工业纯镁；D、待合金全部融化后，轻轻搅拌1-2min，使合金液充分混合；E、后经除气、精炼、清渣后，浇注到砂型或者模具内。将合金浇筑到临界直径法测合金热裂倾向的金属模具中时，模具经预热至250-350℃。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术将微量的Ga元素加入到Al-6%Cu合金中，从而显著的降低合金的热裂倾向，提高了合金的综合机械性能，铸态下合金的抗拉强度、伸长率均有显著提升，经过热处理之后，新型合金的抗拉强度、伸长率可以进一步提升，抗拉强度可达到800MPa以上，伸长率可达到12.5-13.5%。同时，考虑到应用成本，添加Ga元素量较小，成本较为经济，该合金在实际的工业生产中具有广泛的前景。具体实施方式实施例1一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金，其中各合金组分及其重量百分比为：各合金组分及其重量百分比为：Cu含量为6.5%，Mg含量为0.45%，Cr含量为0.18%，Ga含量为0.17%，余量为Al。所述的Zr元素的含量为0.002%。一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金的制备方法，包括以下步骤：A、将坩埚加热到755℃的熔炼炉中，加入高纯Al和Al-Cr中间合金；B、待合金全部融化后，将炉温下降到725℃，加入Al-Cu和Al-Ga中间合金；C、待合金全部融化后，将炉温下降到700℃，加入工业纯镁；D、待合金全部融化后，轻轻搅拌1.5min，使合金液充分混合；E、后经除气、精炼、清渣后，浇注到砂型或者模具内。将合金浇筑到临界直径法测合金热裂倾向的金属模具中时，模具经预热至320℃。实施例2一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金，其中各合金组分及其重量百分比为：各合金组分及其重量百分比为：Cu含量为6.7%，Mg含量为0.4%，Cr含量为0.25%，Ga含量为0.15%，余量为Al。所述的Zr元素的含量为0.005%。一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金的制备方法，包括以下步骤：A、将坩埚加热到760℃的熔炼炉中，加入高纯Al和Al-Cr中间合金；B、待合金全部融化后，将炉温下降到710℃，加入Al-Cu和Al-Ga中间合金；C、待合金全部融化后，将炉温下降到705℃，加入工业纯镁；D、待合金全部融化后，轻轻搅拌1min，使合金液充分混合；E、后经除气、精炼、清渣后，浇注到砂型或者模具内。将合金浇筑到临界直径法测合金热裂倾向的金属模具中时，模具经预热至250-350℃。实施例3一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金，其中各合金组分及其重量百分比为：各合金组分及其重量百分比为：Cu含量为6.2%，Mg含量为0.9%，Cr含量为0.1%，Ga含量为0.25%，余量为Al。所述的Zr元素的含量为0.004%。一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金的制备方法，包括以下步骤：A、将坩埚加热到740℃的熔炼炉中，加入高纯Al和Al-Cr中间合金；B、待合金全部融化后，将炉温下降到730℃，加入Al-Cu和Al-Ga中间合金；C、待合金全部融化后，将炉温下降到695℃，加入工业纯镁；D、待合金全部融化后，轻轻搅拌2min，使合金液充分混合；E、后经除气、精炼、清渣后，浇注到砂型或者模具内。将合金浇筑到临界直径法测合金热裂倾向的金属模具中时，模具经预热至250℃。对比例1将实施例1中的Zr元素的含量提升至0.018%，其余配比不变。经检测，本专利技术实施例1-3的样品的抗拉强度分别为817MPa、815MPa和808MPa，伸长率分别为13.8%、12.9%和13.4%；对比例1的样品的抗拉强度为588MPa，伸长率分别为11.2%。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低热裂倾向的Al‑6%Cu合金，其特征在于，各合金组分及其重量百分比为：Cu含量为6.2%‑6.7%，Mg含量为0.4%‑0.9%，Cr含量为0.1%‑0.25%，Ga含量为0.07%‑0.22%，余量为Al。

【技术特征摘要】
1.一种低热裂倾向的Al-6%Cu合金，其特征在于，各合金组分及其重量百分比为：Cu含量为6.2%-6.7%，Mg含量为0.4%-0.9%，Cr含量为0.1%-0.25%，Ga含量为0.07%-0.22%，余量为Al。2.如权利要求1所述的低热裂倾向的Al-6%Cu合金，其特征在于，所述的Ga的重量百分比为0.15%-0.25%。3.如权利要求1所述的低热裂倾向的Al-6%Cu合金，其特征在于，所述的Al-6%Cu合金中，Zr元素的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：周圣钦，
申请(专利权)人：湖州亨达铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33