稀土Sc微合金化的AA5052铝合金及其制备方法

本发明涉及有色金属，具体涉及一种稀土sc微合金化的aa5052铝合金及其制备方法。

背景技术：

1、21世纪全球材料产业开始迅速扩张、高速增长，逐渐呈现专业化、精细化、智能化特征，但同时伴随有资源能耗过度、储备降低等问题。因此，提倡节能减排，实现可持续发展成为当前材料发展之必然，而针对军工、汽车方面，追求材料轻量化、绿色化是实现资源高效利用的重要举措。轻量化金属材料铝合金具备天然优势，如较高的比强度比刚度，优越的耐腐蚀性及导电导热性能，广泛应用于装饰建材、轨道交通等民用领域。近年来随着轻量化材料需求的不断增加，铝合金得到广泛的关注。目前，用于汽车车身板的变形铝合金主要有2xxx、5xxx、6xxx、7xxx铝合金，5xxx铝合金的成形性能优于其他系列铝合金，深冲性能优于6xxx铝合金，耐腐蚀性能优于2xxx、7xxx铝合金。

2、5052铝合金属于低mg、不可热处理强化铝合金，具有质量轻、中等强度、耐腐蚀性和焊接性良好及易加工成型等一系列优异的性能。但5052铝合金在铸造及后续加工过程中容易出现裂纹等缺陷，严重影响其表面质量。因此，亟需开发出一种抗开裂、强度高、耐腐蚀性能好等综合性能优异的铝合金。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种抗开裂、强度高、耐腐蚀性能好等综合性能优异的稀土sc微合金化的aa5052铝合金及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明提供一种稀土sc微合金化的aa5052铝合金，各元素按质量分数的配比为：mg 2.20％-2.80％、si 0.08％-0.10％、cu 0.08％-0.11％、mn 0.09％-0.10％、fe 0.28％-0.37％、cr 0.1％-0.35％、zn 0.10％-0.11％、sc 0.20％-0.30％和余量的al。

3、进一步的，各元素按质量分数的配比为：mg 2.4％、si 0.10％、cu 0.1％、mn0.10％、fe 0.3％、cr 0.1％、zn 0.1％、sc 0.20％-0.30％、al 96.5％-96.6％。

4、进一步的，各元素按质量分数的配比为：mg 2.4％、si 0.10％、cu 0.1％、mn0.10％、fe 0.3％、cr 0.1％、zn 0.1％、sc 0.30％、al 96.5％。

5、本发明提供一种稀土sc微合金化的aa5052铝合金的制备方法，包括如下步骤：

6、(1)按照各元素的质量分数的配比，称取纯铝锭、纯镁锭、al-mn中间合金、al-si中间合金、al-cr中间合金、al-fe中间合金、cu-zn中间合金以及al-sc中间合金，作为配料：

7、(2)首先将纯铝锭放入200℃预热好的坩埚中，然后加热到730℃使其完全融化，熔体温度升高到760℃；

8、(3)扒渣后，加入al-mn中间合金和al-si中间合金，等待其完全融化，加入al-cr中间合金，等待其完全融化，随后加入al-fe中间合金、cu-zn中间合金，等待其完全融化；

9、(4)扒渣后，待熔体温度下降到730℃时，加入al-sc中间合金，随后加入纯镁锭，搅拌至纯镁锭完全融化；

10、(5)扒渣后，在710℃静置10分钟，使用冷模完成熔体的浇铸，获得合金铸锭。

11、进一步的，步骤(4)中使用铝箔包裹al-sc中间合金和纯镁锭，并迅速将al-sc中间合金和纯镁锭按入熔体底部，再用覆盖剂对熔体进行覆盖。

12、本发明与现有技术相比的有益效果是：

13、本发明通过稀土sc元素微合金化，并合理化优化成分设计，制备得到的新型aa5052铝合金具有良好的焊接性能和抗腐蚀性能，有效减小开裂，抗拉强度明显提升，同是也改善了其受热易软化的问题。

14、mg和cr元素是提高合金强度的主要元素。这是由于mg元素固溶强化和al7cr相弥散造成的。mn可提高合金抵抗外界腐蚀的能力，阻止晶粒粗化以及降低杂质元素的危害作用，提高合金的再结晶温度。cu会与al、mg相互反应组成a12cumg相并形成gp区，提高合金强度。同时，合金中加入0.2％-0.3％的sc，可以显著细化铸态组织、提高合金的强度，并有效的抑制合金发生在结晶晶粒长大，提高合金的再结晶温度。

技术特征：

1.一种稀土sc微合金化的aa5052铝合金，其特征在于：各元素按质量分数的配比为：mg2.20％-2.80％、si 0.08％-0.10％、cu 0.08％-0.11％、mn 0.09％-0.10％、fe 0.28％-0.37％、cr 0.1％-0.35％、zn 0.10％-0.11％、sc 0.20％-0.30％和余量的al。

2.根据权利要求1所述的稀土sc微合金化的aa5052铝合金，其特征在于：各元素按质量分数的配比为：mg 2.4％、si 0.10％、cu 0.1％、mn 0.10％、fe 0.3％、cr 0.1％、zn0.1％、sc 0.20％-0.30％、al 96.5％-96.6％。

3.根据权利要求2所述的稀土sc微合金化的aa5052铝合金，其特征在于：各元素按质量分数的配比为：mg 2.4％、si 0.10％、cu 0.1％、mn 0.10％、fe 0.3％、cr 0.1％、zn0.1％、sc 0.30％、al 96.5％。

4.一种用于制备权利要求1-3所述的稀土sc微合金化的aa5052铝合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的稀土sc微合金化的aa5052铝合金的制备方法，其特征在于：步骤(4)中使用铝箔包裹al-sc中间合金和纯镁锭，并迅速将al-sc中间合金和纯镁锭按入熔体底部，再用覆盖剂对熔体进行覆盖。

技术总结
本发明公开了一种稀土Sc微合金化的AA5052铝合金，各元素按质量分数的配比为：Mg 2.20％‑2.80％、Si 0.08％‑0.10％、Cu 0.08％‑0.11％、Mn 0.09％‑0.10％、Fe 0.28％‑0.37％、Cr 0.1％‑0.35％、Zn 0.10％‑0.11％、Sc 0.20％‑0.30％和余量的Al。本发明通过稀土Sc元素微合金化，并合理化优化成分设计，制备得到的新型AA5052铝合金具有良好的焊接性能和抗腐蚀性能，有效减小开裂，抗拉强度明显提升，同是也改善了其受热易软化的问题。

技术研发人员：杨红梅,李洋,何嘉雯,陈凤凤,李萌蘖
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15