基于流变压铸的高硬度铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于流变压铸的高硬度铝合金及其制备方法，涉及铝合金技术领域。该制备方法包括：(1)提供铝合金坯体；(2)将所述铝合金坯体熔炼，得到熔体；其中，熔炼温度比所述铝合金坯体的熔化液相线高50～120℃；(3)将所述熔体降温至预设温度，得到合金熔体；其中，所述预设温度比所述铝合金坯体的熔化液相线高15～60℃；(4)当所述合金熔体冷却至预设温度后，立即将所述合金熔体制备成半固态浆料；(5)将所述半固态浆料流变压铸。实施本发明专利技术，可有效提升铝合金的硬度。有效提升铝合金的硬度。有效提升铝合金的硬度。

【技术实现步骤摘要】
基于流变压铸的高硬度铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金
，尤其涉及一种基于流变压铸的高硬度铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]半固态压铸是一种新型压铸技术，其主要分为触变压铸和流变压铸两类，触变压铸由于流程长、成本高，目前工业应用范围较窄。流变压铸是目前应用较为广泛的半固态压铸技术。流变压铸的一般流程是：将待压铸合金熔炼，制备半固态浆料，压铸成型。目前，半固态浆料的制备方法存在较多的技术路线，如双螺旋剪切制备半固态浆料技术，通入惰性气体的GISS技术，利用波浪形倾斜板冷却的WSP技术，先采用少量固相混合，再经过导流器制备半固态浆料的SIM技术等。但无论半固态浆料的制备方法如何不同，前期熔炼工艺基本相同，即采用略高于待压铸金属液相线的温度(高10～20℃)熔炼，得到熔体。另外在现有工业实践中，一般是在大型的熔炼炉中熔炼出大量的合金熔体，然后舀入舀料勺(浇包)，在舀料勺通入气体、搅拌后得到半固态浆料，或者在另外一个保温炉中进行通气搅拌，得到板固体浆料。采用这种工艺，要对合金熔体进行长时间的保温。单次压铸需要的浆料较少，而熔炼炉往往体积相对较大。另一方面则主要是对本领域技术人员而言，保持流变压铸过程中浆料的成分一致是行业面对的难题，因此为了一定程度上提升浆料均匀性，在前段对合金熔体进行了长时间的保温。
[0003]另一方面，铝硅合金在现代工业中具有广泛的应用，因为它们的比强度较高，制造和回收成本低。在Al
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Si合金的回收过程中，重熔工业废铝是一道不可或缺的程序。这种合金还含有一些其他杂质元素，如铁元素。由于它可能存在于低纯度合金材料中，如商业铝硅合金，也可能通过未受保护的铁质坩埚，工具或设备的污染而引入。在铝合金中，各种富铁的中间相通常以微米尺度金属间化合物颗粒的形式存在，如α
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AlFeSi相(Al8Fe2Si)，β
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AlFeSi相(Al9Fe2Si2)和Al
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Fe4相。其中β
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AlFeSi由于其高硬度和针状的形貌，对铝合金的力学性能有很大的不利影响。例如β
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AlFeSi颗粒会使铝基体开裂，引起应力集中，降低合金的硬度，强度和伸长率。相比之下，α
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AlFeSi金属间化合物由于汉字状或鱼骨的形态而危害较小。因此，抑制β
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AlFeSi金属间化合物的形成和减少铁杂质的有害影响对工业生产具有重要意义。现有技术中，一般是通过在合金中引入Mn等元素，来实现物相的转换。但这种引入提升了成本，且也会一定程度上影响压铸性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于流变压铸的高硬度铝合金的制备方法，其可提升铝合金硬度。
[0005]本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种高硬度铝合金。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于流变压铸的高硬度铝合金的制备方法，其包括：
[0007](1)提供铝合金坯体；
[0008](2)将所述铝合金坯体熔炼，得到熔体；其中，熔炼温度比所述铝合金坯体的熔化液相线高50～120℃；
[0009](3)将所述熔体降温至预设温度，得到合金熔体；其中，所述预设温度比所述铝合金坯体的熔化液相线高15～60℃；
[0010](4)当所述合金熔体冷却至预设温度后，立即将所述合金熔体制备成半固态浆料；
[0011](5)将所述半固态浆料流变压铸。
[0012]作为上述技术方案的改进，所述铝合金坯体为Al8Si系铝合金，其Fe含量为0.5～3wt％。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述铝合金坯体为Al8Si系铝合金，其Fe含量≥2wt％。
[0014]作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，熔炼温度为720～730℃；
[0015]步骤(3)中，所述预设温度为640～660℃。
[0016]作为上述技术方案的改进，步骤(3)中，所述熔体的冷却速度为5～20℃/s。
[0017]作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，将铝合金坯体在熔炼炉中熔炼；步骤(3)中，将熔体在熔炼炉中冷却。
[0018]作为上述技术方案的改进，步骤(4)中，当合金熔体冷却至预设温度后，立即采用舀勺从所述熔炼炉中舀出合金熔体，并在采用搅拌棒在所述舀勺内搅拌，得到半固态浆料。
[0019]作为上述技术方案的改进，步骤(1)中，所述铝合金坯体为回收废铝材。
[0020]相应的，本专利技术还公开了一种高硬度铝合金，其由上述的制备方法制备而得。
[0021]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0022]本专利技术的高硬度铝合金的制备方法，在熔炼时采用高于铝合金坯体熔化液相线高50～120℃的温度，改变了熔体的结构。进一步的，本专利技术在合金熔体冷却之后直接进行半固态浆料的制备，而不进行保温操作。两者结合，使得压铸成品中β
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AlFeSi的含量大幅降低，消除了铁杂质的不利影响，同时提升了成品的硬度。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例2中铝合金的光学显微组织图；
[0024]图2是本专利技术对比例1中铝合金的光学纤维组织图；
[0025]图3是本专利技术试验例中实施例2一次循环后所得铝合金的电镜图；
[0026]图4是本专利技术试验例中实施例2二次循环后所得铝合金的电镜图；
[0027]图5是本专利技术试验例中对比例1一次循环后所得铝合金的电镜图；
[0028]图6是本专利技术试验例中对比例1二次循环后所得铝合金的电镜图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。
[0030]本专利技术提供了一种基于流变压铸的高硬度铝合金的制备方法，其包括以下步骤：
[0031](1)提供铝合金坯体；
[0032]其中，铝合金坯体可为新生产的铝锭，也可为回收废铝材，但不限于此。优选的，可
选用回收废铝材。经验证，本专利技术制备方法所实现的β
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AlFeSi到α
‑
AlFeSi的转变是可再循环的过程，在不加入任何添加剂、改性剂，不加入任何复杂工艺，不采用任何复杂设备的情况下，均可实现再循环。故本专利技术可实现废旧铝材的多次循环再利用。
[0033]具体的，从化学成分上讲，本申请的铝合金坯体可为流变压铸领域常用的铝合金，如A357、A356等，但不限于此。优选的，在专利技术的一个实施例中，铝合金坯体为Al8Si系铝合金，其Fe含量为0.5～3wt％。示例性的，Fe含量为0.6wt％、0.8wt％、1.2wt％、1.6wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.4wt％、2.7wt％或2.8wt％，但不限于此。具体的，Al8Si系铝合金的化学成分为：Si 7.0～8.8％，Fe 0.6～3％，Cu 0.05～0.5％，Mn 0.05～0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于流变压铸的高硬度铝合金的制备方法，其特征在于，包括：(1)提供铝合金坯体；(2)将所述铝合金坯体熔炼，得到熔体；其中，熔炼温度比所述铝合金坯体的熔化液相线高50～120℃；(3)将所述熔体降温至预设温度，得到合金熔体；其中，所述预设温度比所述铝合金坯体的熔化液相线高15～60℃；(4)当所述合金熔体冷却至预设温度后，立即将所述合金熔体制备成半固态浆料；(5)将所述半固态浆料流变压铸。2.如权利要求1所述的基于流变压铸的高硬度铝合金的制备方法，其特征在于，所述铝合金坯体为Al8Si系铝合金，其Fe含量为0.5～3wt％。3.如权利要求1或2所述的基于流变压铸的高硬度铝合金的制备方法，其特征在于，所述铝合金坯体为Al8Si系铝合金，其Fe含量≥2wt％。4.如权利要求1所述的基于流变压铸的高硬度铝合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莹，王继成，邓蒨瑜，冯力，李谷南，黄子强，张思东，
申请(专利权)人：珠海市润星泰电器有限公司，
类型：发明
国别省市：