本发明专利技术属于金属合金技术领域。本发明专利技术所提供的Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ－Ｅｒ稀土铸造铝合金，其特征在于：在ＺＬ１０１合金的基体中加入了占最终产物重量百分比为０．１～０．８％的稀土Ｅｒ元素。所述的ＺＬ１０１合金中Ｓｉ的重量百分比为６．５～７．５％，Ｍｇ的重量百分比为０．２５～０．４５％，Ａｌ为余量。本发明专利技术由于加入了微量的稀土Ｅｒ元素，初生ａ－Ａｌ相得到细化，共晶硅由粗大的针片状变为细小的珊瑚状，合金的综合性能得到改善，抗拉强度及屈服强度相比于未添加Ｅｒ的原成份合金略有提高，延伸率比未添加Ｅｒ的原成份合金提高约２倍。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属合金
技术介绍
铝硅系铸造铝合金具有良好的液态流动性，抗腐蚀性，良好的可焊性，低收縮率以 及低热膨胀系数，是使用最为广泛的铸造铝合金。亚共晶铝硅合金ZL101(GB/T 1173-1995) 广泛用于汽车工业和航天制造业。铸造铝硅合金中加入Si的主要作用是可以改善合金的 流动性，降低热裂倾向，减少疏松，提高气密性，加入少量Mg的主要作用是与Si形成强化相 Mg^i，提高合金的强度。未进行变质处理的A1-Si合金中共晶硅相呈粗大的针片状，硅相 割裂了基体，降低了合金的强度和塑性，而且合金中由于存在硬脆的硅相而难于机械加工， 具有这种组织的合金不能用于铸造铝合金零件。另外，在熔炼过程中Al-Si合金具有较大 的吸气倾向，容易产生针孔缺陷，因而合金的机械性能尚不够高。改变硅相的形态，减小其 对基体性能的削弱作用，是提高铝硅合金性能的有效途径。 迄今为止，对亚共晶Al-Si合金共晶组织有变质作用的元素包括元素周期表I A、 II A以及镧系稀土元素。工业上广泛采用锶(Sr)作为变质剂，但是锶的加入会导致合金中 形成气孔，降低合金塑性。稀土元素也能变质Al-Si合金共晶组织，稀土变质具有很好的长 效性和重熔稳定性，而且稀土元素具有较强的去气净化能力。目前已有的研究中，稀土元素 La、 Ce、 Nd、 Y以及混合稀土对A1-Si合金的共晶组织有变质作用。然而，对于稀土元素Er 的变质作用尚无人研究，特别是变质之后的力学性能研究尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的Al-Si-Mg-Er稀土铸造铝合金，其综合性能 好，特别是延伸率比未添加Er的原成份合金提高约2倍。 本专利技术所提供的Al-Si-Mg-Er稀土铸造铝合金，其特征在于在ZLlOl合金的基体 中加入了占最终产物重量百分比为0. 1 0. 8%的稀土 Er元素。所述的ZL101合金中Si 的重量百分比为6. 5 7. 5%， Mg的重量百分比为0. 25 0. 45%， Al为余量。 以上所述的稀土 Er的优选含量范围为最终产物总重量的0. 25 0. 45% 。 该合金的制备方法是采用纯铝(99. 99% )、纯镁(99. 92% )，以及经真空熔炼的 Al-6% Er中间合金为原料，配置不同Er含量的Al-Si-Mg-Er合金。采用坩埚炉将合金加 热至72(TC熔炼，用钟罩将纯Mg压入铝液中；合金在72(TC用C2C16除气、精炼，静置20分钟 后将温度升至75(TC加入A1-6X Er中间合金，浇注温度为720°C ，浇注时模具温度为150 200°C。 本专利技术由于加入了微量的稀土Er元素，初生a-Al相得到细化，共晶硅由粗大的针 片状变为细小的珊瑚状，合金的综合性能得到改善，抗拉强度及屈服强度相比于未添加Er 的原成份合金略有提高，延伸率比未添加Er的原成份合金提高约2倍。附图说明 图1、铸态和T6热处理态合金的布氏硬度与Er含量的变化曲线； 图2、对比例制备的合金硅相形貌SEM显微组织； 图3、实施例2制备的合金硅相形貌SEM显微组织。 以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。具体实施例方式对比例采用常规重力铸造制备Al-Si-Mg合金，所用的原料为高纯Al (纯度为 99.99% )、工业纯Mg(纯度为99. 9% )和A1-12X Si中间合金。首先将高纯铝656. 7g和 Al-12% Si中间合金838. 4g加入到石墨粘土坩埚中，在电阻炉中熔炼合金，熔炼温度为 750°C。待金属完全熔化后，用钟罩将6. 4g纯Mg压入金属熔体中，合金在72(TC用C2C16除 气、精炼。静置后浇注至铁模中制得A1-7X Si-0.4XMg合金铸锭，浇注温度为720°C。 实施例1 :采用常规重力铸造制备Al-Si-Mg-Er合金，所用的原料为高纯Al(纯度 为99. 99% )、工业纯Mg (纯度为99. 9% ) 、A1_12% Si中间合金和Al_6% Er中间合金。首 先将高纯铝631.7g和Al-12X Si中间合金838. 4g加入到石墨粘土坩埚中，在电阻炉中熔 炼合金，熔炼温度为750°C 。待金属完全熔化后，用钟罩将6. 4g纯Mg压入金属熔体中，合金 在72(TC用C2C16除气、精炼。静置20分钟后将温度升至75(TC加入25gAl_6% Er中间合 金。静置后浇注至铁模中制得A1-7X Si-O. 4% Mg-O. 1% Er合金铸锭，浇注温度为720°C 。 实施例2 :采用常规重力铸造制备Al-Si-Mg-Er合金，所用的原料为高纯Al(纯度 为99. 99% )、工业纯Mg (纯度为99. 9% ) 、A1_12% Si中间合金和Al_6% Er中间合金。首 先将高纯铝581.7g和Al-12X Si中间合金838. 4g加入到石墨粘土坩埚中，在电阻炉中熔 炼合金，熔炼温度为750°C 。待金属完全熔化后，用钟罩将6. 4g纯Mg压入金属熔体中，合金 在72(TC用C2C16除气、精炼。静置20分钟后将温度升至75(TC加入75g Al_6% Er中间合 金。静置后浇注至铁模中制得A1-7X Si-O. 4% Mg-O. 3% Er合金铸锭，浇注温度为720°C 。 实施例3 :采用常规重力铸造制备Al-Si-Mg-Er合金，所用的原料为高纯Al(纯度 为99. 99% )、工业纯Mg (纯度为99. 9% ) 、A1_12% Si中间合金和Al_6% Er中间合金。首 先将高纯铝531.7g和Al-12X Si中间合金838. 4g加入到石墨粘土坩埚中，在电阻炉中熔 炼合金，熔炼温度为750°C 。待金属完全熔化后，用钟罩将6. 4g纯Mg压入金属熔体中，合金 在72(TC用C2C16除气、精炼。静置20分钟后将温度升至75(TC加入125gAl_6% Er中间合 金。静置后浇注至铁模中制得A1-7X Si-O. 4% Mg-O. 5% Er合金铸锭，浇注温度为720°C 。 实施例4 :采用常规重力铸造制备Al-Si-Mg-Er合金，所用的原料为高纯Al(纯度 为99. 99% )、工业纯Mg (纯度为99. 9% ) 、A1_12% Si中间合金和Al_6% Er中间合金。首 先将高纯铝456. 7g和Al-12X Si中间合金838. 4g加入到石墨粘土坩埚中，在电阻炉中熔 炼合金，熔炼温度为750°C 。待金属完全熔化后，用钟罩将6. 4g纯Mg压入金属熔体中，合金 在72(TC用C2C16除气、精炼。静置20分钟后将温度升至75(TC加入200gAl_6% Er中间合 金。静置后浇注至铁模中制得A1-7X Si-O. 4% Mg-O. 8% Er合金铸锭，浇注温度为720°C 。 将上述4个实施例及1个对比例中获得的铸锭按GB228-2002金属材料室温拉 伸试验方法加工成拉伸试样，然后经T6热处理(540°C /8h淬水+155°C /6h时效)后，在 MTS810材料拉伸试验机上测试不同Er含量合金的拉伸力学性能，如表1所示。4 从表1中可以看出，当Er添加量为0. 3wt. %时，合金的抗拉强度及屈服强度分别 为305MPa本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ－Ｅｒ稀土铸造铝合金，其特征在于：在ＺＬ１０１合金中添加了占该Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ－Ｅｒ稀土铸造铝合金重量百分比为０．１～０．８％的Ｅｒ，所述的ＺＬ１０１合金中Ｓｉ的重量百分比为６．５～７．５％，Ｍｇ的重量百分比为０．２５～０．４５％，Ａｌ为余量。
【技术特征摘要】
一种Al-Si-Mg-Er稀土铸造铝合金，其特征在于在ZL101合金中添加了占该Al-Si-Mg-Er稀土铸造铝合金重量百分比为0.1～0.8％的Er，所述的ZL101合金中Si的重量百分比为6....
【专利技术属性】
技术研发人员：聂祚仁，郑学斌，苏学宽，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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