一种A356合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及的一种A356合金，其特征在于，包含如下重量百分比的组分，Si：6.0～7.0％、Mg：0.25～0.35％、Ti：0.05～0.15％、Y：0.10～0.30％、Nd：0.10～0.20％、Zr：0.3～0.8％，其余为铝和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.1％，使A356合金的力学性能更加优良。A356合金的力学性能更加优良。

【技术实现步骤摘要】
一种A356合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属合金
，尤其是涉及一种A356合金，还涉及前述A356合金的制备方法。

技术介绍

[0002]A356合金主要用于制造汽车轮毂，亦广泛应用于汽车、航空、航天以及电子电器等领域，其主要由初生α
‑
Al固熔体和共晶Si相组成。现有的A356合金在应用于大尺寸构件时存在组织粗大、枝晶偏析及针状组织等问题，导致强度和塑性不足，致使在承受载荷时，易引发微裂纹而导致失效，因而限制了其在高规格、大尺寸(≧19inch)重载汽车零部件的应用。
[0003]目前，为实现A356进一步的推广应用，常采用变质和热处理等消除组织中的枝晶偏析及针状组织，提升合金综合力学性能。如申请号为CN201810908022.6(公开号为CN108588513A)的中国专利技术专利申请提供了一种改性A356铝合金，按质量百分比构成如下：Si为6.5～7.5％，Mg为0.25～0.30％，Ti为0.10～0.50％，Zr为0.10～0.50％，Sr为0.02～0.20％，余量为Al；该改性A356铝合金通过对Al
‑
Si中间合金熔化后加入Al
‑
Mg中间合金、Al
‑
Ti中间合金、Al
‑
Zr中间合金熔化，再加入Al
‑
Sr中间合金进行变质处理，随后向合金熔液中加入精炼剂进行精炼除气，再浇注至模具中获得合金铸锭，最后对合金铸锭依次进行固溶处理和人工时效处理后制成。
[0004]上述改性A356铝合金通过添加了0.10～0.50％的Zr元素和0.02～0.20％的Sr元素，对A356铝合金变质、细化，再通过固溶处理加多次人工时效的热处理方法，使改性A356铝合金强度提升30％以上，延伸率提升20％以上，硬度提升15％以上。但是，Al
‑
Sr中间合金中的Sr易烧损，且容易增加合金液的吸气倾向，造成气孔等缺陷，变质和细化效果较差，从而影响A356合金的力学性能和铸态组织。
[0005]也有通过熔体净化和细化来改善A356铝合金的力学性能，如申请号为CN202011280128.X(公开号为112575231A)的中国专利技术专利申请提供了一种A356高强铝合金的真空精炼变质处理方法，包括步骤：
①
配置高强A356铝合金；
②
旋转喷吹精炼：先将A356铝合金液温度控制为730℃～740℃，采用惰性气体旋转喷吹精炼，精炼过程中加入除渣剂，加入量0.5％～0.6％，旋转喷吹时间为15～20分钟，静置15～20分钟；
③
细化处理：将A356铝合金液温度控制为730℃～740℃，加入AlTi
‑
C
‑
B细化剂，加入量为熔体合金质量的1.0％～2.0％，充分搅拌，静置10min；
④
真空除气精炼：将铝合金液温度控制在740℃～750℃，合上炉盖，打开真空泵抽真空，真空度达到5Pa～10Pa，抽真空保持时间为19～21min，向熔体中通Ar气，直至熔体恢复到大气压，打开真空炉；
⑤
变质处理；
⑥
补加Mg。
[0006]上述A356高强铝合金的真空精炼变质处理方法通过旋转喷吹精炼和真空除气精炼对合金熔体进行充分除气，以避免铝合金金属铸件过程中产生气孔、缩松、裂纹、夹渣等铸造缺陷，改善微观组织密度，从而使力学性满足使用要求。但是，由于真空精炼出气时间过长，熔体温度较高，易引起Zr、Sr、Ti等元素与熔体发生反应，导致沉淀，细化效果衰减，影
响合金力学组织及性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种力学性能更加优良的A356合金。
[0008]本专利技术所要解决的第二个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种前述的A356合金的制备方法，使制备出的A356合金力学性能和铸造性能更加优良。
[0009]本专利技术解决上述的第一个技术问题所采用的技术方案为：一种A356合金，其特征在于，包含如下重量百分比的组分，Si：6.0～7.0％、Mg：0.25～0.35％、Ti：0.05～0.15％、Y：0.10～0.30％、Nd：0.10～0.20％、Zr：0.3～0.8％，其余为铝和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.1％。
[0010]进一步优化，Ti：0.05～0.10％、Y：0.20～0.30％、Zr：0.3～0.6％。
[0011]本专利技术解决上述的第二个技术问题所采用的技术方案为：一种前述A356合金的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
[0012]①
配料：按照各组分的重量百分比称取半连续A356铸锭(具体成分为Si：6.5～7.5％、Mg：0.35～0.45％、Ti：0.10～0.15，其余为铝和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.1％)、Al
‑
Y合金、Al
‑
Nd合金、Al
‑
Zr合金和Al
‑
Ti
‑
C
‑
B细化剂，其中，Al
‑
Ti
‑
C
‑
B细化剂的重量为半连续A356铸锭、Al
‑
Y合金、Al
‑
Nd合金和Al
‑
Zr合金的总重量的0.5～1％；
[0013]②
熔炼：将半连续A356铸锭放入已预热至330～370℃的坩埚中加热熔化；
[0014]③
旋转喷吹精炼：控制熔体温度为730～750℃，加入除渣剂进行搅拌，再采用惰性气体旋转喷吹精炼，随后静置10～20min；
[0015]④
变质处理：除去表面浮渣，控制熔体温度为760～780℃，加入Al
‑
Y合金、Al
‑
Nd合金和Al
‑
Zr合金搅拌，随后静置5～10min；
[0016]⑤
真空除气精炼：控制熔体温度为760～780℃、真空度为5～8Pa，抽真空保持时间5～10min；
[0017]⑥
细化处理：控制熔体温度为740～750℃，加入Al
‑
Ti
‑
C
‑
B细化剂进行搅拌，随后静置5～10min；
[0018]⑦
过滤浇注：除去表面浮渣，将熔体降温至710℃～730℃，再将熔体通过过滤网浇注到预热至200～300℃的模具中，并在室温条件下冷却获得铸锭；
[0019]⑧
热处理：将步骤
⑦
得到的铸锭依次进行固熔处理和时效处理得到所述的A356合金。
[0020]进一步设计，在步骤
②
中，预热坩埚的具体操作为：先将坩埚预热至150℃以上、再冷却至65～75℃，之后涂上ZnO涂料，最后把坩埚加热至330～370本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种A356合金，其特征在于，包含如下重量百分比的组分，Si：6.0～7.0％、Mg：0.25～0.35％、Ti：0.05～0.15％、Y：0.10～0.30％、Nd：0.10～0.20％、Zr：0.3～0.8％，其余为铝和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.1％。2.根据权利要求1所述的A356合金，其特征在于，Ti：0.05～0.10％、Y：0.20～0.30％、Zr：0.3～0.6％。3.一种如权利要求1或2所述的A356合金的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
①
配料：按照各组分的重量百分比称取半连续A356铸锭、Al
‑
Y合金、Al
‑
Nd合金、Al
‑
Zr合金和Al
‑
Ti
‑
C
‑
B细化剂，其中，Al
‑
Ti
‑
C
‑
B细化剂的重量为半连续A356铸锭、Al
‑
Y合金、Al
‑
Nd合金和Al
‑
Zr合金的总重量的0.5～1％；
②
熔炼：将半连续A356铸锭放入已预热至330～370℃的坩埚中加热熔化；
③
旋转喷吹精炼：控制熔体温度为730～750℃，加入除渣剂进行搅拌，再采用惰性气体旋转喷吹精炼，随后静置10～20min；
④
变质处理：除去表面浮渣，控制熔体温度为760～780℃，加入Al
‑
Y合金、Al
‑
Nd合金和Al
‑
Zr合金搅拌，随后静置5～10min；
⑤
真空除气精炼：控制熔体温度为760～780℃、真空度为5～8Pa，抽真空保持时间5～10min；
⑥
细化处理：控制熔体温度为740～750℃，加入Al
‑
Ti
‑
C
‑
B细化剂进行搅拌，随后静置5～10min；
⑦
过滤浇注：除去表面浮渣，将熔体降温至710...

【专利技术属性】
技术研发人员：张将，朱鸿磊，洪晓露，徐英，刘永强，彭银江，陈大辉，侯林冲，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：