一种Al-Mg-Si系铸态铝合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种Al-Mg-Si系铸态铝合金及其制备方法，属于铝合金热处理技术 领域。
【背景技术】
[0002] Al-Mg-Si系铝合金属于可热处理强化的变形铝合金，具有中等强度、良好的热加 工性能、导热性能、抛光性能、阳极氧化着色性能和优良的焊接性能、抗腐蚀性能等，被广泛 应用于航天航空、交通运输、建筑等行业，该系铝合金为了获得较高的力学性能，通常在固 溶处理后进行T6峰值时效，然而随着我国航空航天、交通运输等事业的发展，铝合金材料 的轻型化、提高生产率和降低成本已成为必然，铝材使用单位对铝合金综合性能的要求越 来越高，仅通过固溶处理后峰值时效已经不能充分地改善Al-Mg-Si系铝合金的力学性能。 由于Al-Mg-Si系铝合金的固溶效果对后续时效处理的影响很大，因此开发一种Al-Mg-Si 系铝合金以及能较好地改善固溶效果的固溶工艺，具有重要意义。
[0003] 现有的不同成分含量间的Al-Mg-Si系铝合金由于其固溶工艺不够具体与完善， 会导致合金晶粒尺寸过分长大，甚至出现过烧的现象，使合金的性能严重下降，所以对某些 具体成分含量的Al-Mg-Si系铝合金进行固溶工艺的研究显得尤为必要。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种Al-Mg-Si系铸态铝合金及其制备方法，对各合金元素进行了合 理的成分配比，经固溶工艺处理其固溶程度充分，且时效处理后力学性能较高，保证铝合金 基体中的树枝状晶组织和强化相充分固溶进入基体形成溶质原子，同时又不造成合金晶粒 尺寸过分长大和出现过烧的现象。
[0005] 本发明所述的一种Al-Mg-Si系铸态铝合金是通过首先将纯铝锭、纯镁、铝硅中间 合金、精炼剂等原料置于干燥箱中l〇〇°C ~200°C保温2小时进行烘干，其次将金属型浇铸模 具刷上滑石粉并放在干燥箱200°C ~400°C保温2小时下进行烘干，确保浇铸时铝液具有较 好的流动性，最后清理炉膛将原料加入到井式电阻炉中在720°C~750°C用石墨坩埚进行 熔炼，待原料熔化充分混合后倒入模具中浇铸成棒状试样，再经铣床精加工制成标准拉伸 试样；按重量份数计算，该铸态铝合金由镁6~8份、硅4飞份、铝60~80份、铁2~3. 5份、铜 (Tl份、锌(Tl份、锰(Tl份、钛(Tl份、铬(Tl份混合制成。
[0006] -种用于权利要求1所述Al-Mg-Si系铸态铝合金的制备方法，依次采用固溶工 艺、水淬工艺和时效工艺进行制备。
[0007] 所述的固溶工艺是将Al-Mg-Si系铸态铝合金置于箱式电阻炉中，将温度控制在 510°C~540°C温度范围内，时间在1小时~4小时内。
[0008] 所述的水淬工艺是将出炉后的Al-Mg-Si系铸态铝合金立即入水冷却。
[0009] 所述的时效工艺是将Al-Mg-Si系铸态铝合金置于烘箱中在200°C进行保温5小 时。。
[0010] 通过上述提供的Al-Mg-Si系铸态铝合金经适宜的固溶工艺处理后，使Al-Mg-Si 系铸态铝合金时效后的力学性能得到显著的改善，其中抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度 都有明显的提1?。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明中Al-Mg-Si系铸态铝合金的未经固溶处理的原始显微组织，其中粗 大树枝状晶组织较多，且分布着大量未溶的强化相； 图2是本发明中Al-Mg-Si系铸态铝合金经固溶温度520~530°C，保温3~4h后的显 微组织，其中树枝状晶明显溶解，且只有少量未溶的强化相分布，晶粒不致过大； 图3是本发明中Al-Mg-Si系铸态铝合金经固溶温度530~540°C，保温1~2h后的显 微组织，其中树枝状晶和强化相溶解较为充分，晶粒过大且出现过烧。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0013] 本发明是按分组实验进行制作，具体实验如下： 实施例1)，按重量份数计算，该铸态铝合金由镁6~8份、硅4~6份、铝60~80份、铁2~3. 5 份、铜(Tl份、锌(Tl份、锰(Tl份、钛(Tl份、铬(Tl份混合制成，将Al-Mg-Si系铸态铝合 金未作固溶处理，保持Al-Mg-Si系铸态铝合金的原始状态，其中其中粗大树枝状晶组织较 多，且分布着大量未溶的强化相，如图1所示，且力学性能较差。
[0014] 实施例2)，按重量份数计算，该铸态铝合金由镁6~8份、硅4~6份、铝60~80份、铁 2~3. 5份、铜(Tl份、锌(Tl份、锰(Tl份、钛(Tl份、铬(Tl份混合制成，将Al-Mg-Si系铸态 铝合金置于箱式电阻炉，将温度控制在5KTC~520°C温度范围内，保温3~4小时，将出炉 后的Al-Mg-Si系铸态铝合金及时入水冷却，然后将Al-Mg-Si系铸态铝合金在200°C进行5 小时的时效处理，力学性能适中。
[0015] 实施例3)，按重量份数计算，该铸态铝合金由镁6~8份、硅4~6份、铝60~80份、铁 2~3. 5份、铜(Tl份、锌(Tl份、锰(Tl份、钛(Tl份、铬(Tl份混合制成，将Al-Mg-Si系铸态 铝合金置于箱式电阻炉，将温度控制在520~530°C温度范围内，保温2~3小时，将出炉 后的Al-Mg-Si系铸态铝合金及时入水冷却，然后将Al-Mg-Si系铸态铝合金在200°C进行 5小时的时效处理，其中树枝状晶明显溶解，且只有少量未溶的强化相分布，晶粒不致过大， 如图2所示，且力学性能较好。
[0016] 实施例4)，按重量份数计算，该铸态铝合金由镁6~8份、硅4~6份、铝60~80份、铁 2~3. 5份、铜(Tl份、锌(Tl份、锰(Tl份、钛(Tl份、铬(Tl份混合制成，将Al-Mg-Si系铸态 铝合金置于箱式电阻炉，将温度控制在530~540°C温度范围内，保温1~2小时，将出炉 后的Al-Mg-Si系铸态铝合金及时入水冷却，然后将Al-Mg-Si系铸态铝合金在200°C进行5 小时的时效处理，其中树枝状晶和强化相溶解较为充分，但晶粒过大且出现过烧，如图3所 示，且力学性能差。
[0017] 经本发明所述的适宜固溶工艺、水淬工艺和时效工艺处理后，该Al-Mg-Si系铸态 铝合金的固溶度较充分，力学性能有较高的改善，如下表所示：
【主权项】
1. 一种Al-Mg-Si系铸态铝合金，其特征在于：按重量份数计算，该铸态铝合金由镁6~8 份、硅4~6份、铝60~80份、铁2~3. 5份、铜(Tl份、锌(Tl份、锰(Tl份、钛(Tl份、铬(Tl份 混合制成。2. -种用于权利要求1所述Al-Mg-Si系铸态铝合金的制备方法，其特征在于：依次采 用固溶工艺、水淬工艺和时效工艺进行制备。3. 根据权利要求2所述的Al-Mg-Si系铸态铝合金的固溶工艺，其特征在于：所述的固 溶工艺是将Al-Mg-Si系铸态铝合金置于箱式电阻炉中，将温度控制在5KTC~540°C温度 范围内，时间在1小时~4小时内。4. 根据权利要求2所述的Al-Mg-Si系铸态铝合金的水淬工艺，其特征在于：所述的水 淬工艺是将出炉后的Al-Mg-Si系铸态铝合金立即入水冷却。5. 根据权利要求2所述的Al-Mg-Si系铸态铝合金的时效工艺，其特征在于：所述的时 效工艺是将Al-Mg-Si系铸态铝合金置于烘箱中在200°C进行保温5小时。
【专利摘要】本发明公开了一种Al-Mg-Si系铸态铝合金及其制备方法，按重量份数计算，该铸态铝合金由镁6~8份、硅4~6份、铝60~80份、铁2~3.5份、铜0~1份、锌0~1份、锰0~1份、钛0~1份、铬0~1份混合制成，经适宜的固溶工艺处理后，Al-Mg-Si系铸态铝合金的固溶度充分，保证铝合金基体中的树枝状晶组织和强化相充分固溶进入基体形成溶质原子，同时又不造成合金晶粒尺寸过分长大和出现过烧的现象，且时效处理后使Al-Mg-Si系铸态铝合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度都有明显的提高。
【IPC分类】C22C21/08, C22F1/05
【公开号】CN105018805
【申请号】CN201410167834
【发明人】伍玉娇, 朱涛, 陈犇, 朱单单, 罗亮
【申请人】贵州理工学院
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月25日