一种铝合金细化剂材料及其制备方法_2

文档序号:8442510阅读:来源:国知局
?12小时,空冷。
[0037]在本发明的一个方面,提供了根据前文所述锆-铜-销-钮-铌非晶条带中间合金变质处理A356铝合金的工艺方法制备得到的A356铝合金在制造汽车车轮中的应用。
[0038]在本发明的一个方面,提供了一种锆-铜-销-钮-铌非晶条带中间合金变质处理A356铝合金的工艺方法,包括以下步骤:利用单辊甩带机制备锆-铜-铝-钯-铌非晶条带:以A356铝合金为合金原料,以锆-铜-铝-钯-铌非晶条带为中间合金,并按照合金原料的质量百分比为0.2-0.6%加入该中间合金,将铝合金放入电阻炉中进行熔炼,其熔炼温度为750-800°C,加入中间合金后保温5-120min ;重力铸造和热处理。加入锆-铜-铝-钯-铌非晶条带作为A356铝合金的中间合金,相比于不加入中间合金的A356铝合金,晶粒细化,共晶硅组织更加弥散均匀,力学性能得到一定的提高。
[0039]本发明通过采用锆-铜-铝-钯-铌非晶条带中间合金作为A356铝合金的变质剂,不仅能很好的细化晶粒,而且该合金力学性能也得到了一定的提高,如图3所示,该中金合金提高了合金的强度和塑性,该细化后的A356铝合金非常适合于制造汽车车轮。
【附图说明】
[0040]以下,结合附图来详细说明本发明的实施方案,其中:
[0041]图1是本发明实施例1-5在A356铝合金中添加锆-铜-铝-钯-铌非晶条带中间合金的铸态金相组织图,其中,(a)为实施例1的铸态金相组织图,(b)为实施例2的铸态金相组织图,(C)为实施例3的铸态金相组织图,(d)为实施例4的铸态金相组织图,(e)为实施例5的铸态金相组织图。
[0042]图2是本发明实施例1-5在A356铝合金中添加锆-铜-铝-钯-铌非晶条带中间合金的热处理状态金相组织图,其中,(a)为实施例1的热处理状态金相组织图,(b)为实施例2的热处理状态金相组织图,(C)为实施例3的热处理状态金相组织图,(d)为实施例4的热处理状态金相组织图,(e)为实施例5的热处理状态金相组织图。
[0043]图3是本发明实施例1-5在A356铝合金中添加锆-铜-铝-钯-铌非晶条带中间合金的力学性能图,其中,(a)为抗拉强度;(b)为屈服强度;(C)为伸长率。
[0044]图4是本发明加入的Zr5QCu35Al7Pd5Nb3非晶条带的DSC和XRD图,其中,(a)为DSC图,(b)为XRD图。
【具体实施方式】
[0045]以下通过实施例介绍本发明的详细内容,提供实施例是为了理解的方便,绝不是限制本发明。
[0046]本发明提出的一种以锆-铜-铝-钯-铌非晶条带作为中间合金变质处理A356铝合金,提高了合金的强度和塑性,可以将该处理后的A356铝合金应用于制造汽车车轮。
[0047]实施例1:一种Zr-Cu-Al-Pd-Nb非晶条带中间合金变质处理A356铝合金的工艺方法,其步骤如下:
[0048]步骤一、利用单辊甩带机制备锆-铜-铝-钯-铌非晶条带:按照Zr的原子百分比为50%,Cu的原子百分比为35%,Al的原子百分比为7%,Pd的原子百分比为5%,Nb的原子百分比为3%制备出Zr5(lCu35Al7Pd5Nb3#晶条带中间合金。过程如下:将纯金属锆、铜、铝、钯和铌按一定比例混合,在真空电弧炉中预抽真空至10_3Pa以下,充入氩气(分压0.02-0.05MPa)后进行熔炼,反复熔炼5次,制得成分均匀的母合金;将母合金破碎成小块,置于石英管内,单辊甩带机预抽真空至10_3Pa以下,充入氩气(分压0.05-0.1MPa)后用感应加热将石英管中的母合金熔化,液体合金温度为900-1000°C,调整铜辊转速3000-4000r/min,用氩气将液体合金喷出至铜棍表面,制得非晶态合金条带。图4示出了该Zr5(lCu35Al7Pd5Nb3非晶条带的DSC图和XRD图。该DSC图和XRD图表明,本发明的Zr50Cu35Al7Pd5Nb3中间合金是非晶合金。
[0049]步骤二、熔炼精炼:其中合金原料为A356铝合金,中间合金为步骤一制备得到的Zr5tlCu35Al7Pd5Nb3非晶条带中间合金。采用电阻炉熔炼,熔炼温度为790°C,在该温度下放入A356铝合金保温35min确保A356铝合金完全熔化,除渣搅拌30S,通入Ar气3min进行除气,保温5min后除渣,加入质量为A356铝合金的0.2被%的Zr5tlCu35Al7Pd5NMhaB条带中间合金,在790°C保温5min ;保温过程中通入Ar气5min进行除气,保温结束后,除渣搅拌3-5min后取出i甘祸放于空气中。
[0050]步骤三、重力铸造:待铝熔体温度为750°C时,除渣,将铝熔体浇铸于预热至200°C的铸铁模具中,自然空冷后为棒材。
[0051]步骤四、将铸铁模具中的棒材进行T6热处理(即固溶处理后进行时效处理),其中,固溶处理是棒材在540°C的热处理炉中保温2小时,在80°C的热水中进行淬火处理。时效处理是淬火处理结束后,将棒材转移至150°C的热处理炉中保温12小时,空冷。
[0052]步骤四、热处理:将铸铁模具中的铝合金棒材进行热处理,包括,
[0053]固溶处理:将该铝合金棒材在为540°C的热处理炉中保温2小时,保温结束后在20S内转移至80°C的热水中进行淬火处理,棒材在热水中停留2-5min取出;
[0054]时效处理:淬火处理结束后,将棒材转移至150°C之间的热处理炉中保温12小时,空冷。
[0055]利用奥林巴斯金相显微镜GX51对步骤三得到的试样进行金相检测,如图1中的(a)所示,对步骤四制得的试样进行金相检测,如图2中的(a)所示,利用WDW-20万能力学试验机拉伸速率为0.lmm/min对步骤四制得的试样进行拉伸力学性能测试,如图3中的(a)、(b)和(c)所示。
[0056]实施例2:—种Zr-Cu-Al-Pd-Nb非晶条带中间合金变质处理A356铝合金的工艺方法,其步骤如下:
[0057]步骤一、制备Zr5(lCu35Al7Pd5Nb3#晶条带中间合金,同实施例一。
[0058]步骤二、熔炼精炼,该步骤二与实施例一中步骤二的不同仅在于加入Zr5tlCu35Al7Pd5NbA晶条带中间合金后在790°C的保温时间由5min改为lOmin。
[0059]步骤三、重力铸造,同实施例一。
[0060]步骤四、将铸铁模具中的棒材进行T6热处理,同实施例一。
[0061]对步骤三得到的试样进行金相检测,如图1中的(b)所示,对步骤四制得的试样进行金相检测,如图2中的(b)所示,对步骤四制得的试样进行拉伸力学性能测试,如图3中的(a)、(b)和(C)所示。
[0062]实施例3:—种Zr-Cu-Al-Pd-Nb非晶条带中间合金变质处理A356铝合金的工艺方法,其步骤如下:
[0063]步骤一、制备Zr5(lCu35Al7Pd5Nb3#晶条带中间合金,同实施例一。
[0064]步骤二、熔炼精炼,该步骤二与实施例一中步骤二的不同仅在于加入Zr5tlCu35Al7Pd5NbA晶条带中间合金后在790°C的保温时间由5min改为30min。
[0065]步骤三、重力铸造,同实施例一。
[0066]步骤四、将铸铁模具中的棒材进行T6热处理,同实施例一。
[0067]对步骤三得到的试样进行金相检测,如图1中的(C)所示,对步骤四制得的试样进行金相检测,如图2中的(c)所示,对步骤四制得的试样进行拉伸力学性能测试,如图3中的(a)、(b)和(C)所示。
[0068]实施例4:一种Zr-Cu-Al-Pd-Nb非晶条带中间合金变质处理A356铝合金的工艺方法,其步骤如下:
[0069]步骤一、制备Zr5(lCu35Al7Pd5Nb3#晶条带中间合金,同实施例一。
[0070]步骤二、熔炼精炼,该步骤二与实施例一中步骤二的不同仅在于加入Zr5tlCu35Al7Pd5NbA晶条带中间合金后在790°C的保温时间由5min改为45min。
[0071]步骤三、重力铸造,同实施例一。
[0072]步骤四、将铸铁模具中的棒材进行T6热处理,同实施例一。
[0073]对步骤三得到的试样进行金相检测,如图1中的(d)所示,对步骤四制得的试样进行金相检测,如图2中的(d)所示,对步骤四制得的试样进行拉伸力学性能测试,如图3中的(a)、(b)和(C)所示。
[0074]实施例5:—种Zr-Cu-Al-Pd-Nb非晶条带中间合金变质处理A356铝合金的工艺方法,其步骤如下:
[0075]步骤一、制备Zr5(lCu35Al7Pd5Nb3#晶条带中间合
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