本发明专利技术涉及一种采用TiSiN和EuH2粉末处理的铝合金及其制备方法，在变形铝合金中以粉末状加入1.0～1.7％的Ti，1.0～1.7％的Si，1.0～1.7％的N、1.0～1.7％的Eu元素，以流态化形式随保护性气体加入铝合金熔体过程中，具有比一般块状物质大得多的比表面积，能够实现快速的分散并与熔体充分接触，显著缩短了分散和均匀的时间。同时采用本发明专利技术的高强度铝合金在铸造过程中，可以在合金凝固过程中有效增加异质形核核心，从而达到晶粒细化的效果，增强合金强度；并且加入的元素可以促进形成间隙原子和间隙相，高温时在α(Al)固溶体中溶解度大，而在室温时很小，从而使合金具有较高的可热处理性质，热处理后，其强度和硬度都有很大程度的提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高强度铝合金，还涉及其制备方法。
技术介绍
深加工用的铝合金往往需要首先铸造成大型的锭坯，如扁锭、圆棒等，再通过轧制、挤压、锻造等手段，加工成各种成品，这些过程基本上都要和热处理相结合，如果到可以直接使用的最终产品，则还要经过分割、表面加工、钝化处理等作业。这些加工手段，需要铝合金材料本身具备良好的深加工性能，包括铸造性能、压力加工变形性能、热处理强化性能、抗腐蚀性能、抗疲劳破坏性能、表面加工和涂覆性能等。其中，熔铸性能是铝合金深加工性能的基础。大型锭坯，尤其是厚度500mm以上的扁锭、厚板和直径500mm以上的圆棒，是大型高效深加工的代表性基材，而能否预制成大型锭坯，也是考验铝合金材料本身是否适合进行深加工的第一道技术关口。当Al-Si-Cu系铝合金中由于成分和浇注工艺不当，容易形成高硬度化合物。尤其对于含硅量小于12% (质量分数)，Mn+Fe的含量高于0.8% (质量分数)时，非常容易生成Al=Si (FeMn)2化合物。由于该铝合金成形后的硬度较高，机械加工时刀具磨损严重，加工后的表面肉眼可见鼓起的白亮色硬质点，显微观察硬质点呈骨骼状或不规则颗粒状。经能谱成分测定这种硬质点的成分组成为Al-Si-Mn-Fe，其形态极易与合金中初晶硅相混淆。 当具有这种硬质点化合物的铝合金成形后的零件，不仅加工性差，而且严重影响加工表面的粗糙度和阳极化膜的质量。由于合金成分或化合物中密度大的成分会沉淀于铸件下部，密度小的成分上浮于上部。例如为了细化晶粒而添加Ti这种难熔金属与Al形成高熔点的片状化合物Al3Ti会较早的从合金液中结晶出来，当长成较大时就容易下沉产生局部规程的密度偏析，偏析较严重时可在铸件断口上看到表面平整的白亮灰的化合物，过共晶的Al-Si铝合金中粗大的初生硅由于密度较小也容易形成偏析。另外当这种合金液在浇注前由于搅拌不均勻而引起共晶偏析，在共晶硅集中处， 硬度高脆性大，加工刀具磨损大；共晶硅少的部位形成α (Al)固溶体软点，强度低，加工时不仅粘刀，恶化加工性能，在切削力的作用下会使α (Al)固溶体变形导致加工面出现白斑。当ZL108(ZAlSil2Cu2Mgl)铝合金中含镁量小于0. 6% (质量分数)时，加工表面也容易出现白斑。当Al-Si-Cu铝合金中Cu元素的偏析引起局部区域出现粗大的Al2Cu相并沿晶呈网状分布，热处理不能将其完全溶解于α (Al)固溶体而保留于晶间，也使合金脆性增加。同时，在采用这种铝合金进行铸造时，铸造完成的铸件中常出现各种夹杂，主要有氧化物夹杂、造型材料和熔剂夹渣等。其中，以铝氧化物夹杂最为普遍。尤其在含Mg的铝合金中，多数夹杂为氧化铝和氧化镁的混合物，所以在铝合金熔炼过程中，氧化物夹杂的含量是反映铝液冶金质量的重要标质之一。由此可见目前的铝合金材料除了熔铸大型锭坯时的成形性能较差外，大型锭坯在热处理过程的淬透性不高、耐回火性较差和不能满足更高的力学性能要求或某些特殊性能(如耐热、耐蚀)等，也是重大缺陷。这些缺陷使其在工程
替代钢制品等重强材料和结构的进程中形成了难以跨越的技术断点。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种采用TiSiN和EuH2粉末处理的铝合金及其制备方法，能够克服现有铝合金性能的不足，提高其强韧性、成形性和淬透性，为高效深加工提供高端基材。一种采用TiSiN和EuH2粉末处理的铝合金，其特征在于以质量百分比计，包括小于等于0. 5%的Fe，0. 15 0. 4%的Cu，0. 4 1. 0 %的Mn，小于等于0. 的Cr，0.5 1. 2% 的 Mg，小于等于 0. 25% 的 Zn, 1. 0 1. 7% 的 Ti, 1. 0 1. 7% 的 Si，0. 29 0. 49% 的N和3. 17 5. 38%的Eu，余量为Al和不可避免的杂质；所述单一杂质的含量不超过总质量百分比的0. 05%，杂质总含量不超过总质量百分比的0. 15%。一种采用TiSiN和EuH2粉末处理的铝合金的制备方法，其特征在于步骤如下步骤1 将铝锭加入熔炼炉中加热使之完全熔化，然后加入占总产品质量百分比小于等于0. 5%的Fe，0. 15 0. 4%的Cu，0. 4 1. 0%的Mn，小于等于0. 的Cr，0. 5 1. 2%的Mg和小于等于0. 25%的Zn，完全溶解和熔化；所述熔化过程在封闭环境内完成；步骤2 在700 1000°C下保温，得到合金熔体；步骤3 采用混合气体对铝合金熔体进行除气净化作业，并将占总产品质量百分比1. 87 3. 18%的TiSiN和3. 21 5. 45%的EuH2粉末以流态化方式随上述气体加入到铝合金熔体中进行混合，使TiSiN和Ei^2在铝合金熔体中分布均勻，并持续通气直至反应完毕；所述混合气体为氮气或惰性气体或氮气与惰性气体按照任意比例混合得到；步骤4 反应结束后调温至680 730°C，得到熔炼完成的铝合金熔体。步骤1中的铝锭以熔融铝液替换。一种将所述的采用TiSiN和EuH2粉末处理的铝合金进行铸造的方法，其特征在于将权利要求2所熔炼的铝合金熔体沿流槽倾倒出炉，至立式水冷铸造机系统，铸造加工用锭坯，特别是铸造厚度500mm以上的大型扁锭和直径500mm以上的圆棒。一种将所述的采用TiSiN和EuH2粉末处理的铝合金进行铸造的方法，其特征在于将权利要求2所熔炼的铝合金熔体转注入铸件的铸模中，使用金属型、砂型或混合型铸方式，采用重力铸造、压力铸造或差压铸造工艺，铸造铝合金铸件，特别是铸造大型、薄壁或复杂结构的铝合金铸件。本专利技术提供的采用TiSiN和EuH2粉末处理的铝合金及其制备方法，在变形铝合金中以粉末状加入1. 87 3. 18%的TiSiN和3. 21 5. 45%的EuH2,以流态化形式随保护性气体加入铝合金熔体过程中，具有比一般块状物质大得多的比表面积，能够实现快速的分散并与熔体充分接触，显著缩短了分散和均勻的时间。同时采用本专利技术的高强度铝合金在铸造过程中，可以在合金凝固过程中有效增加异质形核核心，从而达到晶粒细化的效果，增强合金强度；并且加入的元素可以促进形成间隙原子和间隙相，高温时在α (Al)固溶体中溶解度大，而在室温时很小，从而使合金具有较高的可热处理性质，热处理后，其强度和硬度都有很大程度的提高。具体分析如下在本合金未经加入上述元素之前，熔体中除形成各种元素的共溶体之外，还含有下列一些金属间形成的化合物相Mg2Si 相、N 相(Al7Cu2Fe)、α 相(Al1Je3Si)、S 相(Al2CuMg)；这些金属化合物在熔体冷却时，由于体系最低自由能原理，在形成的晶粒中不能稳定存在，将在晶格畸变能差的驱动下向晶界移动和集中，同时，由于合金元素在铝基体中的饱和溶解度随着温度下降而显著降低，所以随着熔体的冷却，过饱和的熔体不断地析出富含合金元素的金属间化合物，这些化合物在晶间富集，彼此间不易融合，在微观结构中成为粗大的晶间化合物群，对合金产生脆硬化影响，恶化合金铸造成形性能，降低其均勻性、 韧性、耐蚀性和淬透性能。所以，当合金凝固成为过饱和固溶体基体+晶间金属化合物的基本结构时，通常称为纯铸态组织，具有这种组织的合金必须经过“固溶+时效”的热处理之后才能具有满本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：车云，张中可，门三泉，
申请(专利权)人：贵州华科铝材料工程技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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