The invention discloses a high strength and high toughness Al_Si_Cu_Mg_Zn casting alloy material and its aging process. Al_Si_Cu_Mg alloys are often used in vehicle and aviation parts because of their low density and high corrosion resistance. On the basis of Al_9Si_1Cu_0.4Mg alloy, the problem that Al_Si_1Cu_Mg alloy material is difficult to achieve high strength and toughness is solved by adding 0.6% Zn, and through specific melting and aging process. The raw materials and weight percentage of Al_Al_Si_Si_Cu_Mg_Zn alloys are 42.5%47.5% Al_20Si, 2.38%2.63% Al_20Si, 2.38%2.63% Al_40Cu, 0.35%0.45% purity of 99.99% Mg, 0.55%0.65% purity of 99.96% Zn, 0.96% Zn, 0.4% Al_Sr, 1% Al_TiB, TiB, TiB, TiB, surplus TiB, TiB, TiB, TiB, TiB, The purity of Al was 99.97%. The solid solution process adopts two-stage solid solution, then quenched by warm water at 60 C. The aging process adopts low temperature aging and high temperature constant temperature aging. With the above technology, the elongation can reach a higher value while the tensile strength and yield strength can be significantly improved.
【技术实现步骤摘要】
一种高强高韧的Al-Si-Cu-Mg-Zn铸造合金材料及其时效工艺
本专利技术涉及铸造铝合金
,特别涉及要求高强高韧的汽车与航空复杂零部件领域。技术背景与变形Al合金相比,为了满足铸造Al合金在生产复杂薄壁件时需要一体成型且在热处理后同时满足较高的力学性能,因此需要高的合金化,来提高Al合金的充型能力及时效后的力学性能,高合金化虽然可以很好地提高抗拉强度与屈服强度,但延伸率却严重降低。对于低合金化的变形铝合金延伸率往往能达到9%以上,例如6061-T6变形铝合金的延伸率≥10%,而与本合金相近的铸造铝合金,例如ZL106延伸率仅为2%。目前应用在高端柴油机用Al-Si系铸造合金的性能要求为:抗拉强度(UTS)≥290MPa、屈服强度(YS)≥240MPa、延伸率(E)≥4.5%,但是普通工厂生产用Al-Si系铸造合金材料均难以达到此指标。在提高Al-Si系铸造合金强韧性的措施方面,目前主要采用以下几个方面:(1)减少Al-Si系合金中的Fe含量和微量元素的添加变质含Fe相;(2)优化熔炼与浇铸工艺;(3)添加固溶强化合金元素;(4)设计优异的热处理工艺。Al-Si系合金中的含铁量对合金的力学性能尤其是延伸率有很大的毒害作用,铝合金中的含铁相主要有β-Fe(Al5FeSi)、α-Fe(Al15(Fe,Mn)3Si12)、π-Fe(Al8Mg3FeSi6),其中β-Fe对合金延伸率的毒害作用最大,α-Fe次之,由于π-Fe相热稳定性较差,可在固溶过程中溶解使得其对延伸率的毒害作用最小,因此除了在选材与熔炼过程中应该严格控制Fe含量外,还可以通过添加一 ...
【技术保护点】
1.一种高强高韧的Al‑Si‑Cu‑Mg‑Zn铸造合金材料艺,其特征在于:(1)铸造所述铝合金所用原材料及重量百分比为:Al‑20Si:42.5%‑47.5% ,Al‑40Cu:2.38%‑2.63% ,纯度为99.99%的Mg:0.35%‑0.45% ,纯度为99.96%的Zn:0.55%‑0.65% ,Al‑10Sr:0.4% ,Al‑5Ti‑1B:1% ,余量为纯度为99.97%的Al。
【技术特征摘要】
1.一种高强高韧的Al-Si-Cu-Mg-Zn铸造合金材料艺,其特征在于:(1)铸造所述铝合金所用原材料及重量百分比为:Al-20Si:42.5%-47.5%,Al-40Cu:2.38%-2.63%,纯度为99.99%的Mg:0.35%-0.45%,纯度为99.96%的Zn:0.55%-0.65%,Al-10Sr:0.4%,Al-5Ti-1B:1%,余量为纯度为99.97%的Al。2.根据权利要求1所述的一种高强高韧的Al-Si-Cu-Mg-Zn铸造合金材料,其特征在于:抗拉强度在≥360MPa,屈服强度≥290MPa,延伸率≥5.5%。3.根据权利要求1所述的一种高强高韧的Al-Si-Cu-Mg-Zn铸造合金材料,其特征在于:铸造所述铝合金所用原材料及重量百分比为:Al-20Si:45.00%,Al-40Cu:2.50%,纯度为99.99%的Mg:0.40%,纯度为99.96%的Zn:0.60%,Al-10Sr:0.4%,Al-5Ti-1B:1%,纯度为99.97%的Al:50.1%。4.一种如权利要求1所述的高强高韧的Al-Si-Cu-Mg-Zn铸造合金材料的时效工艺,其特征在于:该工艺包含以下步骤:(1)称取42.5%-47.5%的Al-20Si、2.38%-2.63%的Al-40Cu、0.35%-0.45%纯度为99.99%的Mg、0.55%-0.65%纯度为99.96%的Zn、0.4%的Al-10Sr、1%的Al-5Ti-1B、余量为纯度为99.9...
【专利技术属性】
技术研发人员:张炳荣,张令坤,王一民,
申请(专利权)人:齐鲁工业大学,山东泰来铸铝科技有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
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