一種壓鑄稀土鋁合金及其制備方法與應用技術

本發明專利技術提供了一種壓鑄稀土鋁合金及其制備方法與應用，涉及金屬材料的技術領域。以質量分數計，稀土鋁合金包括9

【技術實現步驟摘要】
一種壓鑄稀土鋁合金及其制備方法與應用


[0001]本專利技術涉及金屬材料的
，尤其涉及一種壓鑄稀土鋁合金及其制備方法與應用。

技術介紹

[0002]汽車工業的節能減排對于一個國家的能源供應和消耗、環境保護有著相當重要的意義，新能源汽車作為可以明顯減少城市碳排放的選項被用戶廣泛選擇。然而，新能源汽車受到電池能量密度及續航的限制，想要與燃油車進行市場搶占，對“輕量化”的需求更加迫在眉睫。
[0003]鋁合金作為一種輕量化材料，其具備經濟性、安全性、可再生性等適合市場推廣應用的特性，采用壓鑄技術之后，極大地推動了新能源汽車的輕量化，壓鑄鋁合金不僅可以實現復雜結構件的一體成型，同時也可以避免熱處理工藝對薄壁件帶來的高報廢率影響。
[0004]現有技術中常使用高豐度稀土作為一種有效的合金變質且價格相對低廉的手段，它可以有效細化合金相，通過細晶強化的方式有效提高合金強度以及合金塑形，然而對高豐度稀土元素，如La、Ce和Y進行單一添加時，均不能做到完全變質鋁合金。因此亟需提供一種方案改善上述問題。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的在于提供一種壓鑄稀土鋁合金及其制備方法與應用，能夠協同改變α
?
Al、共晶Si相和富Fe相的形貌特征，使得鋁合金同時具有優秀的鑄造性能和力學性能。
[0006]第一方面，本專利技術提供的一種壓鑄稀土鋁合金，以質量百分比計，包括以下元素組分：9
?
12％的Si；0.9
?
2.5％的Cu；0.3/>?
0.8％的Mg；0.2
?
0.6％的Mn；0.2
?
0.6％的Fe；0.03
?
1.0％的RE；0.01
?
0.2％的Cr；余量為Al及總量不超過0.2wt％的雜質；其中，RE為La、Ce和Y的混合物。
[0007]本專利技術提供的一種壓鑄稀土鋁合金，將La、Ce和Y進行復合添加后能夠起到相互促進的作用，并且La可以有效降低潤濕角，促進α
?
Al相異質形核的生成，起到細化晶粒的作用，同時生成的Al2Si2RE相可以吸附于處在共晶生長中的共晶Si晶界界面，阻礙晶面的生長，共晶Si相組織形貌由粗大的板條狀變質為細小的短棒狀；同時RE加入能夠有效改變富Fe相形貌，使原有針狀鐵變質為魚骨狀，降低其對于鋁基體的割裂作用；Cu與Mg可以在鋁硅合金中形成金屬間化學物，如Al2Cu、Al5Cu2Mg8Si6和Mg2Si等，能夠對鋁合金進行強化，可以改善鋁合金的強度。其有益效果在于：能夠協同改變α
?
Al、共晶Si相和富Fe相的形貌特征，使得鋁合金同時具有優秀的鑄造性能和力學性能。
[0008]可選地，所述Cu與所述Mg的質量比為(1.47
?
1.52)∶(0.34
?
0.77)。
[0009]可選地，所述RE中La、Ce和Y的質量比為2∶3∶(1
?
3)。
[0010]第二方面，本專利技術還提供一種上述任一可選壓鑄稀土鋁合金的制備方法，包括以下步驟：
[0011]將純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg和Al
?
Fe中間合金在高溫狀態攪拌熔融后，加入精煉劑進行精煉除渣，制得合金熔體；其中，所述精煉劑的質量為合金熔體的1
?
2％；
[0012]將Al
?
RE中間合金、Al
?
Mn中間合金和Al
?
Cr中間合金加入合金熔體中攪拌熔融，通過孔隙密度55
?
60PPI的陶瓷板進行過濾后，制得稀土鋁合金熔體；
[0013]采用壓鑄機對稀土鋁合金熔體進行壓射鑄型，制得稀土鋁合金。
[0014]可選地，執行將純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg和Al
?
Fe中間合金在高溫狀態攪拌熔融的步驟之前，執行以下步驟：以質量百分比稱取純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg、Al
?
Fe中間合金、Al
?
Mn中間合金、Al
?
RE中間合金、Al
?
Mn中間合金和Al
?
Cr中間合金。
[0015]可選地，執行以質量百分比稱取純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg、Al
?
Fe中間合金、Al
?
Mn中間合金、Al
?
RE中間合金、Al
?
Mn中間合金和Al
?
Cr中間合金的步驟過程中包括：依據元素燒損率和預制備稀土鋁合金組分的質量百分比進行稱量。
[0016]可選地，執行以質量百分比稱取純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg、Al
?
Fe中間合金、Al
?
Mn中間合金、Al
?
RE中間合金、Al
?
Mn中間合金和Al
?
Cr中間合金的步驟過程中包括：將純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg、Al
?
Fe中間合金、Al
?
Mn中間合金、Al
?
RE中間合金、Al
?
Mn中間合金和Al
?
Cr中間合金使用清洗劑進行表面處理后，烘干備用。
[0017]可選地，執行將純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg和Al
?
Fe中間合金在高溫狀態攪拌熔融后，加入精煉劑進行精煉除渣制得合金熔體的步驟過程中，包括：將純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg和A1
?
Fe中間合金在730
±
5℃的環境中攪拌熔融后保溫20
?
30min，升溫至740
±
5℃，通入惰性氣體和精煉劑進行除氣和精煉除渣，制得合金熔體。
[0018]可選地，所述精煉劑包括30wt.％的NaCl、40wt.％的KCl、20wt.％的Na2AlF6和10wt.％NaCO3。
[0019]第三方面，本專利技術還提供一種壓鑄稀土鋁合金的應用。
附圖說明
[0020]圖1為本專利技術實施例中一種壓鑄稀土鋁合金制備方法的流程框圖；
[0021]圖2為本專利技術實施例4(b)與對比例2(a)中的壓鑄稀土鋁合金的金相組織觀察示意圖；
[0022]圖3為本專利技術實施例本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種壓鑄稀土鋁合金，其特征在于，以質量百分比計，包括以下元素組分：9
?
12％的Si；0.9
?
2.5％的Cu；0.3
?
0.8％的Mg；0.2
?
0.6％的Mn；0.2
?
0.6％的Fe；0.03
?
1.0％的RE；0.01
?
0.2％的Cr；余量為Al及總量不超過0.2wt％的雜質；其中，RE為La、Ce和Y的混合物。2.根據權利要求1所述的壓鑄稀土鋁合金，其特征在于，所述Cu與所述Mg的質量比為(1.47
?
1.52)∶(0.34
?
0.77)。3.根據權利要求1所述的壓鑄稀土鋁合金，其特征在于，所述RE中La、Ce和Y的質量比為2∶3∶(1
?
3)。4.一種如權利要求1至3任一項所述壓鑄稀土鋁合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg和Al
?
Fe中間合金在高溫狀態攪拌熔融后，加入精煉劑進行精煉除渣，制得合金熔體；其中，所述精煉劑的質量為合金熔體的1
?
2％；將Al
?
RE中間合金、Al
?
Mn中間合金和Al
?
Cr中間合金加入合金熔體中攪拌熔融，通過孔隙密度55
?
60PPI的陶瓷板進行過濾后，制得稀土鋁合金熔體；采用壓鑄機對稀土鋁合金熔體進行壓射鑄型，制得稀土鋁合金。5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，執行將純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg和Al
?
Fe中間合金在高溫狀態攪拌熔融的步驟之前，執行以下步驟：以質量百分比稱取純Al、Al
?
Si中間合金、Al
?
Cu中間合金、純Mg、Al
?
Fe中間合金、Al
?
Mn中間合金、Al
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RE中間合金、Al
?
Mn中間合金和Al
?
Cr中間合金。6.根據權利要求5所述的制備方...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉勇，朱文烽，吳欣桐，仝爍然，曾剛，
申請(專利權)人：南昌大學，
類型：發明
國別省市：