一种铸造用铝合金及其制备方法技术

一种铸造用铝合金，该合金由以下质量百分比的组分组成：锰：1.0%

【技术实现步骤摘要】
一种铸造用铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种铸造用铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝合金作为传统的金属材料，广泛应用于各个行业，例如3003铝合金等。但是现有的各种铝合金材料，在用于铸造时对铝合金的性能提出的更高的要求，现有技术中的铝合金，在适用于铸造时，还有具有较大的改进的可能性。

技术实现思路

[0003]为克服现有的铝合金应用于铸造时的缺点，本专利技术提供一种铸造用铝合金及其制备方法，以使铝合金更好的适用于铸造。
[0004]本专利技术解决其技术问题的技术方案是：一种铸造用铝合金，该合金由以下质量百分比的组分组成：锰：1.0%
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1.8%，锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显着细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，形成(Fe、Mn)Al6，减小铁的有害影响。同时Mn能显著增加铝合金的抗腐蚀性，并增加铝合金的铸造性能。
[0005]铁0.3%
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0.5%，在通常情况下，铁是铝合金中的杂质元素，对合金性能有明显的影响，但是在本专利技术中，铁的微量加入可以使铝合金在铸造时能较为轻易的脱模具，从而大大降低粘模现象，同时如前所述，由于Mn的加入，可减小铁的有害影响。
[0006]稀土元素 0.1
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0.3%，加入稀土元素的作用在于：1.精炼净化作用：稀土元素对铝合金熔体有良好的净化作用。首先， 稀土易与O、S、卤族元素等形成RE2O3、RE2S3、RES、RES2、RE3S4、REH2、REH3、REX3（X为卤族元素）等化学性质稳定的化合物，在250～300℃时与N作用生成难熔的REN。高温时，稀土与C、Si、B反应生成REC2、RE2C3、REC、RE2C、RE3C、RE4C、RESi2、REB4、REB6等。同时，稀土对氢的吸附力特别大，能大量吸附和溶解氢，可以较好地除去铝合金中的氢，稀土与氢的化合物熔点较高并且弥散分布于铝液中， 这部分以化合物形成的氢不会形成气泡， 大大降低铝的含氢量和针孔率。其次，稀土可与铝合金中的低熔点元素Sn、Bi、Pb、Zn等生成熔点高、密度轻的二元或多元化合物，当金属冶炼温度低于它们的熔点是，这些化合物上浮成渣析出从而净化铝液， 它们的微小质点则成为铝结晶过程的异质晶核从而细化晶粒。最后， 添加稀土可以改善铝合金熔体和熔渣的表面张力、流动性、粘度等物理化学性质，有利于非金属夹杂的球化，促进其上浮，从而可以有效去除非金属夹杂；2.细化变质作用：加入稀土元素后α(Al)相晶粒开始变小，起到了一定的细化晶粒作用，原本粗大树枝状的α(Al)相变成了较小的玫瑰状或者杆状，当稀土含量为0．3%时α(Al) 相的晶粒最小，随着稀土量进一步增加晶粒又逐渐变大。此外，铝与稀土形成的化合物在金属结晶时晶核数大量增加也使得合金组织得到细化；
3.合金化作用：稀土元素在铝合金中的存在形式主要有3种：固溶在基体α(Al)中；偏聚在相界、晶界和枝晶界；固溶在化合物中或以化合物形式存在。其存在形式与加入量有很大的关系，当稀土含量较低时，稀土主要以前两种形式分布，通过有限固溶和增加变形阻力，促进位错增殖实现强化；当稀土含量较大时，主要以第三种存在形式存在，稀土与合金中的其他元素形成许多含稀土的新相， 分布在晶粒内或晶界中，同时使第二相的形状、尺寸发生变化(大部分含稀土的第二相都出现了粒子化、球化和细化的特征)，并出现大量位错，在一定程度上强化了铝合金。
[0007]余量为铝和微量杂质，其中微量杂质的总质量百分比小于0.6%。
[0008]需要说明的是，本专利技术合金中的配比，是理论结合长期的实验得出的，即使将其中的质量百分比改动较小，也会产生极大的差异。
[0009]优选的，该合金由以下质量百分比的组分组成：锰：1.5%；铁0.4%；稀土元素 0.3%；余量为铝和微量杂质。
[0010]优选的，所述的稀土元素为La、Ce中的一种或两种。
[0011]上述铸造用铝合金的制备方法，包括下列步骤：S1：按照原料质量百分比，计算并称取作为原料的纯锰、纯铁、纯铝、铝稀土合金，即稀土元素的加入铝稀土合金的形式加入的。
[0012]S2：在坩埚内置入熔剂，然后加入已预热的纯铝块；坩埚锅温升至1260～1300℃时加入已预热的纯锰块；坩埚锅温升至1600～1650℃加入已预热纯铁块；待上述原料全部熔化后降低坩埚锅温至730～740℃时，加入已预热的铝稀土合金，并搅拌均匀进行精炼除气并保温一小时以上，得到合金液。由于稀土变质作用存在一定潜伏期，只有在高温下保持一定的时间，稀土才会发挥最大的变质作用，故在本步骤中加入已预热的铝稀土合金后需保证一小时以上。
[0013]S3：待坩埚锅温降至690～700℃时将合金液浇注到铸型型腔中得到铸锭。
[0014]优选的，在步骤S2中，纯铝块预热至200
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250℃；纯锰块预热至400
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450℃；纯铁块预热至500
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550℃；铝稀土合金预热至150
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200℃。
[0015]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种特定组分的铝合金，以使得铝合金更加适用与铸造。
实施方式
[0016]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0017]实施例一，一种铸造用铝合金，其特征在于该合金由以下质量百分比的组分组成：Mn：1.5%；Fe：0.4%；La：0.3%；余量为铝和微量杂质，其中微量杂质的总质量百分比小于0.6%。
[0018]上述铸造用铝合金的制备方法，包括下列步骤：S1：按照原料质量百分比，计算并称取作为原料的纯锰、纯铁、纯铝、Al
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La合金；S2：在坩埚内置入熔剂，然后加入已预热至200
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250℃的纯铝块；坩埚锅温升至1260～1300℃时加入已预热至400
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450℃的纯锰块；坩埚锅温升至1600～1650℃加入已预热至500
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550℃纯铁块；待上述原料全部熔化后降低坩埚锅温至730～740℃时，加入已预热至150
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200℃的Al
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La合金，并搅拌均匀进行精炼除气并保温一小时以上，得到合金液；
S3：待坩埚锅温降至690～700℃时将合金液浇注到铸型型腔中得到铸锭。
[0019]实施例二，一种铸造用铝合金，其特征在于该合金由以下质量百分比的组分组成：Mn：1.0%；Fe：0.45%；Ce：0.2%；余量为铝和微量杂质，其中微量杂质的总质量百分比小于0.6%。
[0020]上述铸造用铝合金的制备方法，包括下列步骤：S1：按照原料质量百分比，计算并称取作为原料的纯锰、纯铁、纯铝、Al
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Ce合金；S2：在坩埚内置入熔剂，然后加入已预热至200
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250℃的纯铝块；坩埚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸造用铝合金，其特征在于该合金由以下质量百分比的组分组成：锰：1.0%
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1.8%；铁0.3%
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0.5%；稀土元素 0.1
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0.3%；余量为铝和微量杂质，其中微量杂质的总质量百分比小于0.6%。2.如权利要求1所述的铸造用铝合金，其特征在于：该合金由以下质量百分比的组分组成：锰：1.5%；铁0.4%；稀土元素 0.3%；余量为铝和微量杂质。3.如权利要求1或2所述的铸造用铝合金，其特征在于：所述的稀土元素为La、Ce中的一种或两种。4.如权利要求1所述的铸造用铝合金的制备方法，其特征在于包括下列步骤：S1：按照原料质量百分比，计算并称取作为原料的纯锰、纯铁、纯铝、铝稀土合金；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建杰，方建静，赵玉忠，虞亦忠，
申请(专利权)人：慈溪市天润电器实业有限公司，
类型：发明
国别省市：