本发明专利技术公开了一种稀土R-AlSi7MgTi铝基复合材料及其制备方法，该R-AlSi7MgTi铝基复合材料含Si：5.6%～9.2%、Mg：0.1%～0.8%、Ti：0.01%～0.5%、稀土元素0.01~2.4%、Al：余量。采用混熔、搅拌和浇铸等工艺，通过向AlSi7MgTi铝基复合材料熔体中加入稀土R，制备出高性能R-AlSi7MgTi铝基复合材料，本发明专利技术可以改善复合材料显微组织中相硅和α-Al相的形状，使粗大板片状的硅相细化成颗粒状或针状，使α-Al相朝着等轴晶、均匀化的方向发展，极大的提高铝基复合材料的力学性能，使R-AlSi7MgTi铝基复合材料的抗拉强度σb大于110MP，布氏硬度HB大于50，断后伸长率δ5大于2%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料制备
，具体涉及一种稀土 R_AlSi7MgTi铝基复合材料及其制备工艺。
技术介绍
铝及其合金是有色金属中品种最多、用量仅次于钢铁的金属材料，铝基复合材料以其良好的力学性能(较高的比强度和比刚度)，已成为汽车、造船、航空、航天及其它制造行业中最受重视的结构材料之一。轻量化材料的研究是目前国际上汽车材料领域最活跃的研究方向之一，轻量化主要采用各种铝材料取代高强度的钢，能降低汽车重量。随着汽车轻量化的发展，铝材在汽车行业中的应用越来越广泛，特别是铝基复合材料以其美观、质轻、节能、散热好、耐腐蚀等特点而受到汽车行业的青睐。汽车采用铝基复合材料的效果明显，汽车使用的铝配件比传统钢配件轻20% 40%。近年来，随着我国汽车工业的快速发展，铝基复合材料的需求不断扩大，使我国铝行业迎来了发展的良好机遇。汽车常用的材料有AlSi7MgTi铝基复合材料，该复合材料具有较高的强度和延伸率，也有较好的抗冲击性、抗氧化和耐磨蚀能力，因此，AlSi7MgTi铝基复合材料被广泛应用于汽车、摩托车和其它应用领域中，是一种很有发展前途的材料。通常，AlSi7MgTi铝基复合材料组织中的硅相是粗大的针片状，严重割裂铝基体，在硅相的尖端和菱角处引起应力集中，容易沿晶粒边界处或针片状硅本体形成裂纹，使铝基复合材料变脆，力学性能特别是伸长率显著降低，从而失去应用价值，所以，在工业生产中必须对AlSi7MgTi铝基复合材料中的硅相进行处理，改变组织形态，减少其对合金组织的削弱作用，从而提高和改善L-AlSi7MgTi铝基复合材料的力学性能。为此，研制开发一种能对硅相进行处理，改变组织形态，减少其对合金组织的削弱作用，从而提高和改 善AlSi7MgTi铝基复合材料力学性能的新材料及其制备工艺具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种能对硅相进行处理，改变组织形态，减少其对合金组织的削弱作用，从而提高和改善AlSi7MgTi铝基复合材料的力学性能的新型AlSi7MgTi铝基复合材料，第二目的为提供该新型AlSi7MgTi铝基复合材料的制备方法。本专利技术的第一目的是这样实现的，所述的新型AlSi7MgTi铝基复合材料含Si:5.6% 9.2%, Mg:0.1% 0.8%, T1:0.01% 0.5%，稀土元素 0.01 24%，Al:余量。所述稀土元素为镧(La)和钪(Sc)，其含量为:镧(La):0 2.4% jjUSc):0 1.2% ;其显微组织由α -Al基体和Si相组成。本专利技术的第二目的是这样实现的，包括熔化、搅拌、浇注等工艺，具体包括:将AlSi7MgTi铝基复合材料放入坩埚中，置于坩埚电阻炉中进行熔化；AlSi7MgTi铝基复合材料于预定温度全部熔化后，通过Al-R中间合金加入稀土元素R ;待中间合金完全熔化后，搅拌复合材料熔体，使加入的稀土元素在熔体中分布均匀后，浇入金属模中，获得R-AlSi7MgTi铝基复合材料。本专利技术采用稀土铝基复合材料新工艺，不仅使铝基复合材料的质量得到显著改善，增强复合材料在国内外市场的竞争力，而且对铝产业链的延伸、铝加工技术储备均有重大意义，将产生较好的经济效益和社会效益。附图说明图1为本专利技术的工艺流程 图2为AlSi7MgTi铝基复合材料显微组织中的Si相图(500X ); 图3为AlSi7MgTi铝基复合材料显微组织中的α -Al相图(200Χ ); 图4为La-AlSi7MgTi铝基复合材料显微组织中的Si相图(500X ); 图5为La-AlSi7MgTi铝基复合材料显微组织中的α -Al相图(200Χ ); 图6为La- Sc-AlSi7M gTi铝基复合材料显微组织中的Si相图(500X ); 图7为La- Sc-AlSi7MgTi铝基复合材料显微组织中的α -Al相图(200Χ ); 图8为Sc -AlSi7MgTi铝基复合材料显微组织中的α -Al相图(100Χ ); 图9为La-AlSi7MgTi铝基复合材料显微组织中的Si相图(500X ); 图10为La -AlSi7MgTi铝基复合材料显微组织中的α -Al相图(200Χ ); 图11为La -AlSi7MgTi铝基复合材料的显微组织的Si相图(500X ); 图12为La -AlSi7MgTi铝基复合材料的显微组织的α -Al相(200Χ )。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换，均落入本专利技术保护范围。对比例I 将AlSi7MgTi铝基复合材料放入坩埚电阻炉中，升温至720°C，待完全熔化后，搅拌熔体，浇入金属模具中，制得AlSi7MgTi铝基复合材料，AlSi7MgTi是由α -Al基体和Si相组成的铝基复合材料，Si相和α -Al相显微组织图见图2和图3，α -Al相显微组织中α -Al相呈长条状和树枝状，Si相呈针片状，分布不均匀。其力学性能为:抗拉强度Qb=SOMPa,布氏硬度HB =52，断后伸长率δ 5=1.2%。实施例1 将AlSi7MgTi铝基复合材料放入坩埚电阻炉中，升温至780°C，待完全熔化后，通过中间合金(Al-9.38%La)向铝基复合材料加入稀土元素La，搅拌熔体，使加入的稀土元素在熔体中分布均匀，浇入金属模具中，制得R_AlSi7MgTi铝基复合材料，复合材料中稀土 La的含量为0.38%，其显微组织是由α -Al基体和Si相组成，Si相和α -Al相显微组织见图4和图5，Si相为细小的颗粒状，说明稀土La能够细化Si相；α-Al相朝着等轴晶的方向发展，α-Al相的圆整性和均匀性较好。其力学性能为:抗拉强度ob=125MPa，布氏硬度HB =62，断后伸长率δ5=2.8%。改善了复合材料的性能。实施例2 将AlSi7MgTi铝基复合材料放入坩埚电阻炉中，升温至776°C，待完全熔化后，通过中间合金(Al-9.38%La)向铝基复合材料加入稀土元素La，搅拌熔体，使加入的稀土元素La在熔体中分布均匀，然后降温至741°C ±3°C，加入A1-2.18% Sc中间合金，搅拌熔体，使加入的稀土元素Sc在熔体中分布均匀，浇入金属模具中，制得La -Sc-AlSi7MgTi铝基复合材料，复合材料中稀土 La的含量为0.36%，Sc的含量为0.01%,其显微组织由α -Al基体和Si相组成，Si相和α -Al相显微组织见图6和图7，Si相为细小的颗粒状，α -Al相的均匀性较好。其力学性能为:抗拉强度ob=128MPa，布氏硬度HB =64，断后伸长率δ 5=2.6%。实施例3 将AlSi7MgTi铝基复合材料放入坩埚电阻炉中，升温至739°C ±3°C，待完全熔化后，通过中间合金(A1-2.18% Sc)向招基复合材料加入稀土元素Sc,搅拌熔体,使加入的稀土元素在熔体中分布均匀，浇入金属模具中，制得 Sc -AlSi7MgTi铝基复合材料，复合材料Sc的含量为0.6%，α -Al相显微组织见图8，α-Al相较为细小。其力学性能为:抗拉强度ob=135MPa，布氏硬度HB =65，断后伸长率δ 5=2.5%0强度较高。实施例4 将AlSi7MgTi本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土R?AlSi7MgTi铝基复合材料，其特征为所述的R?AlSi7MgTi铝基复合材料含Si：5.6%～9.2%，Mg：0.1%～0.8%，Ti：0.01%～0.5%，稀土元素0.01~2.4%，Al：余量；其显微组织由α?Al基体和Si相组成。
【技术特征摘要】
1.一种稀土 R_AlSi7MgTi铝基复合材料，其特征为所述的R_AlSi7MgTi铝基复合材料含 Si:5.6% 9.2%, Mg:0.1% 0.8%, Ti:0.01% 0.5%，稀土元素 0.01 2.4%, Al:余量；其显微组织由α -Al基体和Si相组成。2.根据权利要求1所述的稀土R_AlSi7MgTi铝基复合材料，其特征为所述的R-AlSi7MgTi铝基复合材料的抗拉强度为115 135，布氏硬度为59 65，断后伸长率为2.1% 2.8%。3.根据权利要求1所述的稀土R_AlSi7MgTi铝基复合材料，其特征在于所述的Si相为细小的颗粒状或针状。4.根据权利要求1所述的稀土R_AlSi7MgTi铝基复合材料的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫洪，谢刚，杨钢，杨毅，张敬奇，刁微之，李和平，单鹏，杨祖贵，伍伟，
申请(专利权)人：昆明冶金研究院，
类型：发明
国别省市：
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