一种铝合金细化剂材料及其制备方法_3

文档序号:8442510阅读:来源:国知局
金,同实施例一。
[0076]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1min改为60min。
[0077]步骤三、重力铸造,同实施例一。
[0078]步骤四、将铸铁模具中的棒材进行T6热处理,同实施例一。
[0079]对步骤三得到的试样进行金相检测,如图1中的(e)所示,对步骤四制得的试样进行金相检测,如图2中的(e)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。
[0080]实施例6:—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:
[0081]步骤一、制备Zr5(lCu35Al7Pd5Nb3#晶条带中间合金,同实施例一。
[0082]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晶条带中间合金的质量由为A356铝合金的0.2wt%变为0.6wt%。
[0083]步骤三、重力铸造,同实施例一。
[0084]步骤四、将铸铁模具中的棒材进行T6热处理,同实施例一。
[0085]通过以上实施例1-6以及图1、图2、图3可以看出添加Zr-Cu-Al-Pd-Nb非晶条带中间合金,α-Al相出现一定的细化,而且变质后的A356力学性能有一定的提高。对比图1和图2,可以看出热处理后共晶组织中的共晶硅相由长条状和聚集的球状转换为近球状在α-Al基体相中弥散分布。图1中对比(a)、(b)、(c)、(d)、(e)可以看出,(C)中也即实施例3枝晶组织最为粗大,一次枝晶和二次枝晶长度均高于其他组织,图3显示(C)的抗拉强度和屈服强度均很低,但材料的伸长率却得到提高,这说明枝晶的长大使得材料抗拉强度和屈服强度降低但能够提高材料的塑性。汽车车轮对A356铝合金的力学性能的一般要求为:抗拉强度Rm>220MPa、屈服强度Rp0.2>180MPa、伸长率As>7 %,实施例1、2、4符合该要求,而且实施例1保温5min的力学性能最好,随着保温时间的延长,力学性能出现先降低后提高的现象,但是材料的塑性却显示相反的趋势,随保温时间的延长,塑性先提高后降低,这是符合一般的抗拉强度提高塑性降低的规律的。
[0086]本发明的制备方法具有以下的优点:
[0087](I)采用了新型的非晶中间合金,图4的DSC和XRD显示此条带为非晶态合金,非晶合金的使用使得最终的产物的金相结构更为均匀。
[0088](2)中间合金以条带状加入,在铝液中溶解迅速在适当的机械搅拌后,可以均匀弥散的分布。
[0089](3)Zr-Cu-Al-Pd-Nb非晶条带中间合金处理后的A356铝合金晶粒均匀细小,合金元素均匀弥散的分布于铝基体中,有助于提高A356铝合金力学性能。
[0090](4)加入Zr-Cu-Al-Pd-Nb非晶条带中间合金,铸态组织在保温30min时,枝晶最多也最为粗大。
[0091](5)实施例1保温5min的力学性能最好,随着保温时间的延长,力学性能出现先降低后提高的现象,但是材料的塑性却显示相反的趋势,随保温时间的延长,塑性先提高后降低,这是符合一般的抗拉强度提高塑性降低的规律的。
[0092]与此同时,本发明人还对以下成分的锆-铜-铝-钯-铌非晶合金进行了制备和试验:
[0093](A)40份的Zr,45份的Cu、I份的AlUO份的Pd和I份的Nb
[0094](B)60份的Zr、25份的Cu、15份的Al、I份的Pd和10份的Nb
[0095](C) 52份的Zr、29份的Cu、7份的Al、7份的Pd和3份的Nb
[0096](D) 57份的Zr,41份的Cu、12份的Al,5份的Pd和I份的Nb
[0097]结果表明,在实施例1的条件下,以上各组的非晶合金:
[0098](I)处理产生的铝合金的抗拉强度Rm均高于230MPa,其中(B)组的非晶合金的Rm数值最高,为283MPa ;
[0099](2)处理产生的铝合金的屈服强度均高于Rp0.2180MPa,其中⑶组的数值最高,为 220.1MPa ;
[0100](3)处理产生的铝合金的延伸率As均高于7.0%,其中⑷组的延伸率的数值最高,为 10.625%。
[0101]通过上述实施案例结合说明书附图对本发明进行了描述,但以上实施案例只是为了更好的介绍本实验并不是限制本发明的实施范围。凡依据本发明或不脱离本大明的实验宗旨的情况下,进行的等效变形和相关修饰,都在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种铝合金细化剂,其特征在于,以物质的量分数计所述的铝合金细化剂是包括40-60份的Zr,25-45份的Cu、1-15份的Al、1-10份的Pd和1-10份的Nb的非晶合金。
2.权利要求1所述的铝合金细化剂,其特征在于,所述的铝合金细化剂是以下的一种: 所述的非晶合金以物质的量分数计,包括50份的Zr、35份的Cu、7份的Al、5份的Pd和3份的Nb ; 所述的非晶合金以物质的量分数计,包括40份的Zr、45份的Cu、l份的Al、10份的Pd和I份的Nb ; 所述的非晶合金以物质的量分数计,包括60份的Zr、25份的Cu、15份的Al、l份的Pd和10份的Nb ; 所述的非晶合金以物质的量分数计,包括52份的Zr、29份的Cu、7份的Al、7份的Pd和3份的Nb ;以及 所述的非晶合金以物质的量分数计,包括57份的Zr、41份的Cu、12份的Al、5份的Pd和I份的Nb。
3.权利要求1或2所述的铝合金细化剂,其特征在于,所述的铝合金细化剂是通过快速冷却来制备的。
4.权利要求3所述的铝合金细化剂,其特征在于,所述的快速冷却是将锆、铜、铝、钯和铌在900-1000°C的温度下熔化,并且通过单辊甩带机制备而成。
5.权利要求1或2所述的铝合金细化剂,其特征在于,所述的铝合金细化剂是通过以下的方法来制备的: (1)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,充入氩气后进行熔炼,反复熔炼5次,制得成分均匀的母合金;以及 (2)将步骤(I)中所述母合金破碎成小块,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辊表面,制得非晶态合金条带。
6.权利要求5所述的铝合金细化剂,其特征在于,在步骤(I)中氩气的分压为0.02_0.05MPao
7.权利要求5所述的铝合金细化剂,其特征在于,在步骤(2)中氩气的分压为0.05-0.1MPa0
8.制备权利要求1-7中任一项所述的锆-铜-销-钮-铌非晶合金的方法,其特征在于,所述的方法包括步骤: (1)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,充入氩气后进行熔炼,反复熔炼5次,制得成分均匀的母合金;以及 (2)将步骤(I)中所述母合金破碎成小块,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辊表面,制得非晶态合金条带。
9.权利要求8所述的方法,其特征在于,在步骤(I)中氩气的分压为0.02-0.05MPa。
10.权利要求8所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中氩气的分压为0.05-0.1MPa0
【专利摘要】本发明提供一种铝合金细化剂,其特征在于,以物质的量分数计所述的铝合金细化剂是包括40-60份的Zr、25-45份的Cu、1-15份的Al、1-10份的Pd和1-10份的Nb的非晶合金。本发明的细化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,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。
【IPC分类】C22C1-06, C22C21-00, C22C45-10
【公开号】CN104762568
【申请号】CN201510165958
【发明人】王立生, 王永宁, 朱志华, 刘春海, 李昌海, 阿拉腾, 张振栋, 苏云高, 赵乃勤, 朱胜利, 何春年
【申请人】中信戴卡股份有限公司, 天津大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月9日
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