一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金及其制造方法技术

一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金，属于铝合金制造领域，包括如下质量百分比的的物质组成：5.0

A cast aluminum alloy with creep resistance and high temperature resistance and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金及其制造方法


[0001]本专利技术属于铝合金制造领域，具体公开了一种抗蠕变耐高温铸造铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。
[0003]目前已有的车用耐热铝合金主要有Al
‑
Mg
‑
RE、Al
‑
Mg
‑
Si
‑
RE、Al
‑
Mg
‑
Sr、Al
‑
Mg
‑
Sn、和Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Sn等耐热铝合金。铝合金的析出相延基体的棱柱面析出，能够有效阻碍位错的基面滑移，具有较强的抗拉强度。但是现有的耐热铝合金的析出相在高温时会迅速长大，所以此铝合金在高温条件下的抗蠕变性能会急剧下降，影响使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金，用以解决现有技术中铝合金在高温条件下的抗蠕变性能会急剧下降，影响使用的缺陷。
[0005]本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金，包括如下质量百分比的物质组成：5.0
‑
8.0％的Zn，2.5
‑
3.5％的Mg，2.0
‑
3.0％的Hf，0.3
‑
0.6％的Sc和0.2
‑
0.5％的Zr，余量为Al和杂质。
[0007]进一步，所述的杂质包括Fe、Ni、Cu。
[0008]进一步，所述的杂质质量小于总质量的0.15％。
[0009]进一步，所述的Hf、Sc与Zr的质量分别记为中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr，三者质量分别为Hf、Sc与Zr的质量。
[0010]进一步，一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金的制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)准确称量铝、锌、镁和中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr，送入预热釜中进行预热；
[0012](2)将铝送入熔融釜中进行融化，融化完成后升温至700℃，加入锌、镁，当熔体温度达到720℃
‑
780℃时加入中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr；
[0013](3)搅拌3分钟使其充分熔化，再升温至790℃，保温25分钟后降温，精炼6分钟后静置30分钟；
[0014]4)冷却，去除表面浮渣，进行浇铸得铝合金。
[0015]进一步，所述的铝、锌、镁的纯度为99.9％以上，所述的中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr的纯度为99.5％以上。
[0016]进一步，所述的步骤(1)中的预热釜的预加热温度为120
‑
150℃。
[0017]进一步，所述的步骤(4)中的铝合金熔融物降温至730
‑
760℃。
[0018]进一步，所述的步骤(4)中浇铸时将模具预热至200
‑
300℃。
[0019]进一步，所述的铝为工业纯铝，所述的镁为工业纯镁，所述的锌为工业纯锌。
[0020]本专利技术的优点是：本专利技术通过Hf或Sc元素的加入可产生延棱柱面生长的析出相，提高了合金的抗蠕变性能，Zn的加入一方面能够起到钉扎晶界的作用，另一方面Zn与Hf和Sc共同作用可形成大量长周期有序堆垛结构，能够阻碍位错的基面滑移，强化基体，进一步提高了合金的高温抗蠕变性能，另外，加入Zr作为晶粒细化剂可显著细化晶粒，提高合金的屈服强度。
附图说明
[0021]图1表示实施例1所述合金的金相图；
[0022]图2表示实施例2所述合金的金相图；
[0023]图3表示实施例3所述合金的金相图；
[0024]图4表示实施例4所述合金的金相图；
[0025]图5表示对比实施例所述合金的金相图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0027]本方案中公开了一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金，包括如下质量百分比的物质组成：5.0
‑
8.0％的Zn，2.5
‑
3.5％的Mg，2.0
‑
3.0％的Hf，0.3
‑
0.6％的Sc和0.2
‑
0.5％的Zr，余量为Al和杂质。本实施例中，杂质包括Fe、Ni、Cu；杂质质量小于总质量的0.15％。在本方案中，Hf、Sc与Zr的质量分别记为中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr，三者质量分别为Hf、Sc与Zr的质量。
[0028]本方案中，制备抗蠕变性耐高温铸造铝合金如下实施例和图1、图2、图3、图4、图5所示：
[0029]实施例1
[0030]步骤一：按照5.0％的Zn，2.5％的Mg，2.0％的Hf，0.3％的Sc，和0.2％的Zr，余量为Al的质量百分比准确称量铝、锌、镁和中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr，送入预热釜中进行预热；
[0031]步骤二：将铝送入熔融釜中进行融化，融化完成后升温至700℃，加入锌、镁，当熔体温度达到720℃时加入中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr；
[0032]步骤三：搅拌3分钟使其充分熔化，再升温至790℃，保温25分钟后降温，精炼6分钟后静置30分钟；
[0033]步骤四：冷却，去除表面浮渣，进行浇铸得铝合金。
[0034]实施例2
[0035]步骤一：按照6.0％的Zn，2.8％的Mg，2.2％的Hf，0.4％的Sc，和0.3％的Zr，余量为Al的质量百分比准确称量铝、锌、镁和中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr，送入预热釜中进行预热；
[0036]步骤二：将铝送入熔融釜中进行融化，融化完成后升温至700℃，加入锌、镁，当熔体温度达到720℃时加入中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Z本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金，其特征在于：包括如下质量百分比的物质组成：5.0
‑
8.0％的Zn，2.5
‑
3.5％的Mg，2.0
‑
3.0％的Hf，0.3
‑
0.6％的Sc和0.2
‑
0.5％的Zr，余量为Al和杂质。2.根据权利要求1所述的一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金，其特征在于：所述的杂质包括Fe、Ni、Cu。3.根据权利要求1所述的一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金，其特征在于：所述的杂质质量小于总质量的0.15％。4.根据权利要求1所述的一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金，其特征在于：所述的Hf、Sc与Zr的质量分别记为中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr，三者质量分别为Hf、Sc与Zr的质量。5.一种抗蠕变性耐高温铸造铝合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)准确称量铝、锌、镁和中间合金Al
‑
Hf、Al
‑
Sc与Al
‑
Zr，送入预热釜中进行预热；(2)将铝送入熔融釜中进行融化，融化完成后升温至700℃，加入锌、镁，当熔体温度达到720℃
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙杰，房洪杰，肖富来，鞠大伟，汪洪波，陈小龙，
申请(专利权)人：烟台南山学院，
类型：发明
国别省市：