本发明涉及金属合金材料制备领域，涉及一种低热裂倾向的al-6%cu合金及其制备方法。
背景技术：
al-cu系合金一直具有强度高、韧性好、加工性能优越等特点，但因为其热裂倾向大的缺点一直制约着它的应用。热裂纹是合金凝固过程中，在准固相区收缩受阻而产生于晶界的一种缺陷。由于al-cu合金为固溶体型合金，其在凝固结晶温度范围较宽，致使其组织树枝晶极为发达，共晶成分较少，同时合金在凝固末期流动性差，使产生的裂纹不能充分被液相补缩，致使al-cu系合金热裂倾向较大。
技术实现要素：
本发明目的在于通过提升cu元素含量以及去除zr元素，从而降低al-cu系合金热裂倾向，同时提升合金的综合机械性能。
一种低热裂倾向的al-6%cu合金，其中各合金组分及其重量百分比为：各合金组分及其重量百分比为：cu含量为6.2%-6.7%，mg含量为0.4%-0.9%，cr含量为0.1%-0.25%，ga含量为0.07%-0.22%，余量为al。
优选的，所述的ga的重量百分比为0.15%-0.25%。
优选的，所述的al-6%cu合金中，zr元素的含量低于0.01%。
一种低热裂倾向的al-6%cu合金的制备方法，包括以下步骤：
a、将坩埚加热到740-760℃的熔炼炉中，加入高纯al和al-cr中间合金；
b、待合金全部融化后，将炉温下降到710-730℃，加入al-cu和al-ga中间合金；
c、待合金全部融化后，将炉温下降到695-705℃，加入工业纯镁；
d、待合金全部融化后，轻轻搅拌1-2min，使合金液充分混合；
e、后经除气、精炼、清渣后，浇注到砂型或者模具内。
将合金浇筑到临界直径法测合金热裂倾向的金属模具中时，模具经预热至250-350℃。
本发明的优点和积极效果是：
本发明将微量的ga元素加入到al-6%cu合金中，从而显著的降低合金的热裂倾向，提高了合金的综合机械性能，铸态下合金的抗拉强度、伸长率均有显著提升，经过热处理之后，新型合金的抗拉强度、伸长率可以进一步提升，抗拉强度可达到800mpa以上，伸长率可达到12.5-13.5%。同时，考虑到应用成本，添加ga元素量较小，成本较为经济，该合金在实际的工业生产中具有广泛的前景。
具体实施方式
实施例1
一种低热裂倾向的al-6%cu合金，其中各合金组分及其重量百分比为：各合金组分及其重量百分比为：cu含量为6.5%，mg含量为0.45%，cr含量为0.18%，ga含量为0.17%，余量为al。
所述的zr元素的含量为0.002%。
一种低热裂倾向的al-6%cu合金的制备方法，包括以下步骤：
a、将坩埚加热到755℃的熔炼炉中，加入高纯al和al-cr中间合金；
b、待合金全部融化后，将炉温下降到725℃，加入al-cu和al-ga中间合金；
c、待合金全部融化后，将炉温下降到700℃，加入工业纯镁；
d、待合金全部融化后，轻轻搅拌1.5min，使合金液充分混合；
e、后经除气、精炼、清渣后，浇注到砂型或者模具内。
将合金浇筑到临界直径法测合金热裂倾向的金属模具中时，模具经预热至320℃。
实施例2
一种低热裂倾向的al-6%cu合金，其中各合金组分及其重量百分比为：各合金组分及其重量百分比为：cu含量为6.7%，mg含量为0.4%，cr含量为0.25%，ga含量为0.15%，余量为al。
所述的zr元素的含量为0.005%。
一种低热裂倾向的al-6%cu合金的制备方法，包括以下步骤：
a、将坩埚加热到760℃的熔炼炉中，加入高纯al和al-cr中间合金；
b、待合金全部融化后，将炉温下降到710℃，加入al-cu和al-ga中间合金；
c、待合金全部融化后，将炉温下降到705℃，加入工业纯镁；
d、待合金全部融化后，轻轻搅拌1min，使合金液充分混合；
e、后经除气、精炼、清渣后，浇注到砂型或者模具内。
将合金浇筑到临界直径法测合金热裂倾向的金属模具中时，模具经预热至250-350℃。
实施例3
一种低热裂倾向的al-6%cu合金，其中各合金组分及其重量百分比为：各合金组分及其重量百分比为：cu含量为6.2%，mg含量为0.9%，cr含量为0.1%，ga含量为0.25%，余量为al。
所述的zr元素的含量为0.004%。
一种低热裂倾向的al-6%cu合金的制备方法，包括以下步骤：
a、将坩埚加热到740℃的熔炼炉中，加入高纯al和al-cr中间合金；
b、待合金全部融化后，将炉温下降到730℃，加入al-cu和al-ga中间合金；
c、待合金全部融化后，将炉温下降到695℃，加入工业纯镁；
d、待合金全部融化后，轻轻搅拌2min，使合金液充分混合；
e、后经除气、精炼、清渣后，浇注到砂型或者模具内。
将合金浇筑到临界直径法测合金热裂倾向的金属模具中时，模具经预热至250℃。
对比例1
将实施例1中的zr元素的含量提升至0.018%，其余配比不变。
经检测，本发明实施例1-3的样品的抗拉强度分别为817mpa、815mpa和808mpa，伸长率分别为13.8%、12.9%和13.4%；对比例1的样品的抗拉强度为588mpa，伸长率分别为11.2%。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。