一种含变质剂Sr、Ti的A357铝合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含变质剂Sr、Ti的A357铅合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 亚共晶M-Si铸造合金因其优良的铸造特性和力学性能，而在航空、航天、汽车、 机械工业等领域得到广泛应用。M-Si-Mg是其中应用较多的一类合金，该合金中Mg的添 加可通过固溶处理和时效处理形成Mg2Si弥散强化相，进一步提高合金的力学性能。有效 地减小晶粒尺寸，改善合金中A-A1枝晶和共晶Si的形态对其力学性能影响很大，因此该 合金在实际铸造生产中都要进行晶粒细化处理和变质处理，从而达到提高合金力学性能 的目的。对Al-Si-Mg合金的晶粒细化处理和变质处理已有大量的文献报道。鲁薇华等的 研究表明A-17S-i013Mg合金晶粒细化的最佳Ti加入量为0. 08%~0. 1%，变质处理的最佳Sr 加入量为0. 004%~0. 005%。Sigworth等的研究认为Ti、B、Sr共存于M-Si合金烙体中时， 削弱了 Sr的变质效果。对于Mg含量较高的A357合金，美国军用标准（M口-A-2. 180D)中 规定Ti含量为0. 04%~0. 20%，Sr含量小于0. 05%。本文研究的目的是针对A357合金，研 究单独细化晶粒和单独变质处理时的最佳Ti量和最佳Sr量，同时探讨合金中Ti和Sr共 存时二者的交互作用。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种含变质剂Sr、Ti的A357铅合金材料及其制 备方法，已解决现有技术的不足。
[0004] 本发明的技术方案是；一种含变质剂Sr、Ti的A357铅合金材料，其原料组成质量 百分数为；Si ;6-7, Mg ;0. 4-0. 6, Cu ;小于 0. 05, Ti ;0. 12, Sr ;0. 01-0. 015,化；0. 2,其余为 A1。
[0005] -种含变质剂Sr、Ti的A357铅合金材料的制备方法，加热烙化A357合金预制锭， 晶粒细化处理时，合金锭加热烙化后加入Al-5%Ti中间合金，升温至740度时精炼除气， 静置后德注，变质处理时，分两次除气，合金锭加热烙化并升温至740度时第一次精炼除 气，加入Al-10%Sr中间合金后升温至740e时第二次精炼除气，静置后德注，同时进行晶 粒细化和变质处理时，分两次除气，合金锭加热烙化后加入Al-5%Ti中间合金，并升温至 740度时第一次精炼除气，再加入Al-10%Sr中间合金后升温至740度时第二次精炼除气， 静置后德注，德注温度均为720度。
[0006] 本发明的有益效果；当单独细化晶粒的最佳Ti量和单独变质处理的最佳Sr量共 同加入A357合金时，合金的力学性能却有所下降。送是由于部分Sr与起结晶核必作用的 TiA13形成了新的化合物，使得有效变质的Sr量减少，合金的变质作用不充分。同时降低 了 TiA13的异质形核作用。此时，应调整Sr的加入量，Sr量为0.01 %~0.015 %，Ti量 为0. 12 %左右的搭配效果更好。
【具体实施方式】
[0007] 试验用合金为A357合金预制锭，其化学成分见表1。采用石墨巧巧在8kW的电 阻炉中加热烙化A357合金预制锭。晶粒细化处理时，合金锭加热烙化后加入Al-5%Ti中 间合金，升温至740度时精炼除气，静置后德注。变质处理时，分两次除气，合金锭加热 烙化并升温至740度时第一次精炼除气，加入Al-10%Sr中间合金后升温至740e时第二次 精炼除气，静置后德注。同时进行晶粒细化和变质处理时，分两次除气。合金锭加热烙化 后加入Al-5%Ti中间合金，并升温至740度时第一次精炼除气，再加入Al-10%Sr中间合 金后升温至740度时第二次精炼除气，静置后德注。德注温度均为720度。金属型铸型预 热温度约为200度，合金液德注成标准金属型拉伸试棒巧.2mm)。部分试棒进行了 T6热处 理。表2给出了试验合金实测的Ti和Sr的含量。0号试样为未经过晶粒细化与变质处理 的原始合金试棒，其余分别为加入Al-5%Ti晶粒细化剂、A^10%Sr变质剂及二者同时加入 的试棒。标准金属型试棒在电子式拉伸试验机（IN-STR0N-1.96)上测定力学性能。
[0008] 力学性能与单独加 Ti细化晶粒或单独加 Sr变质相比，均有所提高。Τ6热处理 状态后的力学性能也明显提高，如表3所示。上述结果表明Ti的存在使Sr的变质效果降 低，需提高Sr的加入量。
[0009] 当单独细化晶粒的最佳Ti量和单独变质处理的最佳Sr量共同加入A357合金时， 合金的力学性能却有所下降。送是由于部分Sr与起结晶核必作用的TiA13形成了新的化 合物，使得有效变质的Sr量减少，合金的变质作用不充分。同时降低了 TiA13的异质形 核作用。此时，应调整Sr的加入量，Sr量为0. 01 %~0. 015 %，Ti量为0. 12 %左右的搭 配效果更好。
【主权项】
1. 一种含变质剂Sr、Ti的A357铝合金材料，其特征在于：其原料组成质量百分数为： Si :6-7, Mg :0· 4-0. 6, Cu :小于 0· 05, Ti :0· 12, Sr :0· 01-0. 015, Fe :0· 2,其余为 A1。2. 如权利要求1所述的一种含变质剂Sr、Ti的A357铝合金材料的制备方法，其特征 在于：加热熔化A357合金预制锭，晶粒细化处理时，合金锭加热熔化后加入Al-5%Ti中间 合金，升温至740度时精炼除气，静置后浇注，变质处理时，分两次除气，合金锭加热熔 化并升温至740度时第一次精炼除气，加入Al-10%Sr中间合金后升温至740e时第二次精 炼除气，静置后浇注，同时进行晶粒细化和变质处理时，分两次除气，合金锭加热熔化后加 入Al-5%Ti中间合金，并升温至740度时第一次精炼除气，再加入Al-10%Sr中间合金后 升温至740度时第二次精炼除气，静置后浇注，浇注温度均为720度。
【专利摘要】本发明公开了一种含变质剂Sr、Ti的A357铝合金材料，其特征在于：其原料组成质量百分数为：Si：6-7，Mg：0.4-0.6，Cu：小于0.05，Ti：0.12，Sr：0.01-0.015，Fe：0.2，其余为Al。
【IPC分类】C22C21/04, C22C1/03
【公开号】CN105525159
【申请号】CN201410512191
【发明人】温兴琴
【申请人】温兴琴
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月29日