鑄造鋁-鋅-鎂-銅-鉭合金及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種含有化元素的鑄造侶-鋒-儀-銅-粗合金及其制備方法，屬于 金屬合金材料技術領域。
[000引【背景技術】 7XXX系M-化-Mg-化合金作為一類高強侶合金在航空航天、車輛、機械等領域應 用較廣。然而為獲得理想的組織結構和高的力學性能，運類合金需要進行擠壓、鍛造等塑性 變形過程(故稱為變形侶合金)，需要復雜的生產裝奮和生產工序及較長的生產周期，故生 產成本極高。而鑄造合金具有生產工藝簡單、性能和組織各向同性、易于生產形狀復雜的產 品等優點，但是強度等力學性能相對變形侶合金要低得多。因此，提高鑄造侶-鋒-儀-銅 合金的性能具有重要的實際應用價值。
【發明內容】
[0003] 針對W上技術問題，本發明提供了一種用微量粗元素和富姉混合稀±進行合金化 而得到的鑄造侶-鋒-儀-銅-粗合金(因富姉稀±元素含量極少，在此不在體現)，粗元素 的加入使該鑄造合金性能得到大大提高，本發明還提供了該合金的制備方法。
[0004] 一種鑄造侶-鋒-儀-銅-粗合金，由W下質量百分比的組元構成：Ta 0. 02-0. 51%，Mg1. 5-3%，Cu1. 5-2. 5%，化 6-10%，富姉混合稀± 0. 0004-0. 0102%，其余為 Alo
[0005] 所述的富姉混合稀±的成分及質量百分含量如下：Ce60%，La25%、Pr4%、Nd 10%，其余為雜質。 本發明提供的鑄造侶-鋒-儀-銅-粗合金的制備方法，由W下步驟制備而成： (1 )據所欲制備侶-鋒-儀-銅-粗合金的化學成分和質量稱取相應質量的W下 原料：純侶（純度9 9 . 7Wt. %或W上)，Al-SOwt. %Zn中間合金，Al-SOwt. %Cu中間合金， Al-40wt. %Mg中間合金，A^15wt. %Ta中間合金； (2 )將純侶、Al-SOwt.%Zn中間合金、Al-SOwt. %Cu中間合金放入相蝸內烙化，合金烙 體溫度調節至690-740°C后加入Al-40wt.%Mg合金，攬拌烙體使合金成分均勻，再加入精煉 劑進行精煉；在W上過程的同時，將Al-Ta中間合金于100-200°C預熱60-200分鐘，備用； 所述精煉劑購自徐州華中侶業有限公司，型號為監-WYJ; (3 )將預熱后的Al-Ta中間合金加入上述精煉后的侶烙體中，保溫8-25分鐘后攬拌， 再誘入模具中，冷卻后得到鑄態侶-鋒-儀-銅-粗合金。
[0006] (4)將W上鑄態侶-鋒-儀-銅-粗合金按W下步驟進行熱處理：將 侶-鋒-儀-銅-粗合金在電爐內于450-480°C保溫4-6小時后取出并立刻放入水中進行 澤火；將澤火后的合金再放入電爐內于140-180°C保溫15-25小時，然后取出置于空氣中自 然冷卻，得到熱處理態侶-鋒-儀-銅-粗合金。
[0007] 所述的Al-Ta中間合金的成分為：Ta15wt. %，富姉混合稀± 0. 3wt. %，其余為A1。 化元素主要WTaAls化合物粒子的方式鑲嵌于侶基體中；TaAl3化合物粒子為多面體或球 狀，粒子尺寸小于3微米。
[0008] 所述Al-ISwt. %Ta中間合金按W下方法制備得到： (1) 按0. 8875: 0. 003:0. 32535的質量比稱取原料純侶、富姉混合稀±和KzTaFy; (2) 將純侶在烙化爐內烙化至690-74(TC范圍，加入富姉混合稀±并待其烙化后攬拌 烙體使成分均勻； (3) 將KzTaF,分5批加入上述侶烙體中進行反應，每批反應5-15分鐘后再加入下一 批，反應過程中用碳棒W100轉/分鐘的轉速攬拌烙體； (4) K2TaF,全部加入并反應后，將合金烙體上層不同于金屬烙體的液體倒出，再將剩余 侶合金烙體倒入冷卻模具中，冷卻后即得A1-15Wt化中間合金。
[0009]W上所述Al-SOwt. %Zn中間合金，Al-SOwt. %Cu中間合金，Al-40wt. %Mg中間合金 可在市場購得。
[0010] 本發明提供的鑄造侶-鋒-儀-銅-粗合金無論是鑄態還是熱處理態，粗元素都 能明顯提高合金的強度性能。可根據實際使用中的強度等性能要求，選擇鑄態或熱處理態 的合金。
[0011] 本發明提供的合金中，粗元素W原子方式與儀、銅元素共同固溶于侶晶粒中產生 固溶強化作用，還形成TaAlsyZn、粒子彌散分布于侶基體中產生彌散強化作用，運種粒子對 侶晶粒有很強的形核能力，使侶晶粒得到細化，產生細晶強化效應。W上晶粒細化作用還使 鋒、儀、銅元素及其化合物分布更均勻，減少微觀成分偏析，進一步提高了合金強度。粗元素 W含有富姉稀±元素的Al-Ta中間合金的方式加入，稀±元素具有表面活性，使TaAls,Zn, 粒子易于分散均勻，且提高形核能力。
【具體實施方式】
[0012] 下面通過具體實施例對本發明做進一步的闡述，需要說明的是，下述實施例僅是 為了解釋本發明，并不對
【發明內容】
進行限定。
[0013] 用本發明的制備方法制備了不含有粗元素的侶-鋒-儀-銅合金，W與實施例進 行對比，考察粗元素的強化效果。
[0014] 對比例和實施例中制備的合金性能列于表1中。可W看出，本發明中含有粗元素 的合金比不含粗元素的合金輛者在相同熱處理狀態下）均具有更高的抗拉強度，表明粗元 素的加入起到了強化作用。
[001引對比例： 侶-鋒-儀-銅-粗合金成分：Ta0%，Mg2. 4%，化2. 2%，化8%，其余為Al及不可 避免的雜質元素。
[0016] 上述侶-鋒-儀-銅-粗合金的制備過程為： (1 )據所欲制備侶-鋒-儀-銅-粗合金的化學成分和質量稱取相應質量的W下 原料：純侶（純度9 9 . 7Wt. %或W上)，Al-SOwt. %Zn中間合金，Al-SOwt. %Cu中間合金， Al-40wt. %Mg中間合金； (2 )將純侶、Al-SOwt. %Zn中間合金、Al-SOwt. %Cu中間合金放入相蝸內烙化，合金烙 體溫度調節至710°C后加入Al-40wt. %Mg合金，攬拌烙體使合金成分均勻，再加入精煉劑進 行精煉； (3 )將W上鑄態侶-鋒-儀-銅合金按W下步驟進行熱處理：將侶-鋒-儀-銅-粗合 金在電爐內于475°C保溫4小時后取出并立刻放入水中進行澤火。將澤火后的合金再放入 電爐內于180°C保溫15小時，然后取出置于空氣中自然冷卻，得到熱處理態侶-鋒-儀-銅 合金。
[0017] 實施例1 侶-鋒-儀-銅-粗合金成分：Ta0. 045%，Mg2. 4%，Cu2. 2%，化8%，富姉混合稀± 0. 0009%，其余為Al及不可避免的雜質元素。
[0018] 上述侶-鋒-儀-銅-粗合金的制備過程為： (1 )據所欲制備侶-鋒-儀-銅-粗合金的化學成分和質量稱取相應質量的W下 原料：純侶（純度9 9 . 7Wt. %或W上)，Al-SOwt. %Zn中間合金，Al-SOwt. %Cu中間合金， Al-40wt.%Mg中間合金，A^15wt.%Ta(含有0. 3%富姉混合稀±)中間合金； (2 )將純侶、Al-SOwt. %Zn中間合金、Al-SOwt. %Cu中間合金放入相蝸內烙化，合金烙 體溫度調節至710°C后加入Al-40wt. %Mg合金，攬拌烙體使合金成分均勻，再加入精煉劑進 行精煉；在W上過程的同時，將Al-ISwt.%Ta(含有0. 3%富姉混合稀±)中間合金于150°C 預熱120分鐘，奮用； (3 )將預熱后的Al-ISwt. %Ta中間合金加入上述精煉后的侶烙體中，保溫10分鐘后 攬拌，再誘入模具中，冷卻后得到鑄態侶-鋒-儀-銅-粗合金。
[0019] ( 4 )將W上鑄態侶-鋒-儀-銅-粗合金按W下步驟進行熱處理：將 侶-鋒-儀-銅-粗合金在電爐內于475°C保溫4小時后取出并立刻放入水中進行澤火。 將澤火后的合金再放入電爐內于180°C保溫15小時，然后取出置于空氣中自然冷卻，得到 熱處理態侶-鋒-儀-銅-粗合金。
[0020] 實施例2 侶-鋒-儀-銅-粗合金成分：Ta0. 09%，Mg2. 9%，Cu1. 7%，化10%，富姉混合稀± 0. 0018%，其余為Al及不可避免的雜質元素。
[0021] 上述侶-鋒-儀-銅-粗合金的制備過程為： (1)據所欲制備侶-鋒-儀-銅-粗合金的化學成分和質量稱取相應質量的W下 原料：純侶（純度9 9 . 7Wt. %或W上)，Al-SOwt. %Zn中間合金，Al-SOwt. %Cu中間合金， Al-40wt. %Mg中間合金，A^15wt.%Ta(含有0. 3%富姉混合稀±)中間合金； (2 )將純侶、Al-SOwt. %Zn中間合金、Al-SOwt. %Cu中間合金放入相蝸內