一種可陽極氧化鑄造鋁合金及其制備方法
【專利摘要】一種可陽極氧化鑄造鋁合金及其制備方法，其成分及質(zhì)量百分比為：Mg 3.5～4.5%，Si 2.5～3.5%，Ti 0.05～0.15%，Eu 0.05～0.15%，Re 0.1～0.3%，其余為Al和不可避免的雜質(zhì)。其制造方法是：將鋁錠加熱熔化，加入鎂錠和速溶硅，攪拌熔化成鋁合金液；對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入鋁鈦合金、鋁銪合金和混合重稀土，攪拌使鋁合金液的成分均勻；將鋁合金液降溫至700～720℃并靜置0.5～1小時后鑄造成鋁合金；將鋁合金在520～530℃固溶處理3～5小時，水淬后，在210～220℃時效處理8～10小時，然后隨爐冷卻即可。本發(fā)明的可陽極氧化鑄造鋁合金具有鑄造流動性好、力學(xué)性能高、氧化膜厚度均勻且色澤光亮的優(yōu)點。
【專利說明】
一種可陽極氧化鑄造鋁合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鋁合金制造領(lǐng)域，具體是涉及一種可陽極氧化鑄造鋁合金及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金具有質(zhì)量輕、強韌性好、耐腐蝕以及特有的金屬光澤等特性，被越來越多的 通訊、家電、五金制品、電動工具、玩具、門窗衛(wèi)浴等所采用。同時，隨著人們生活水平的不斷 提高，對鋁合金鑄件制品的表面光潔度、耐磨性、耐腐蝕性和力學(xué)性能也要求越來越高。
[0003] 傳統(tǒng)鑄造鋁合金主要包括六1-31^1-(：11^1-1%和41-211系四大類41-31系鑄造鋁 合金是目前應(yīng)用最多的鑄造鋁合金，具有很好的鑄造流動性和機械加工性能，廣泛用于重 力鑄造、低壓鑄造、高壓鑄造和擠壓鑄造等，但Al-Si系鑄造鋁合金由于Si含量較高，導(dǎo)致陽 極氧化后的氧化膜發(fā)灰、發(fā)黑和厚度不均勻等問題，另外，Al-Si系鑄造鋁合金的強度較低， 塑形較差。Al-Cu、Al-Mg和Al-Zn系鑄造鋁合金的陽極氧化性能比Al-Si系鑄造鋁合金好些， 但這三大類鑄造鋁合金的鑄造流動性都較差，鑄造成型是容易出現(xiàn)收縮裂紋和疏松等缺 陷，無法滿足形狀復(fù)雜、薄壁類零部件的生產(chǎn)要求。
[0004] Al-Mg-Si系變形鋁合金具有加工性能極佳、優(yōu)良的焊接特點及電鍍性、良好的抗 腐蝕性、韌性高及加工后不變形、材料致密無缺陷及易于拋光、上色膜容易、氧化效果極佳 等優(yōu)良特點，廣泛應(yīng)用于裝飾、包裝、建筑、運輸、電子、航空、航天、兵器等各行各業(yè)。Al-Mg-Si系變形鋁合金可以進行陽極氧化處理，經(jīng)過熱處理后，Al-Mg-Si系變形鋁合金還具有較 好的強度、塑形和抗腐蝕性能等。但Al-Mg-Si系變形鋁合金的鑄造流動性很差，鑄造生產(chǎn)時 容易出現(xiàn)收縮裂紋和疏松等缺陷，無法滿足鑄造的工藝要求。
[0005] 對文獻資料檢索發(fā)現(xiàn)，專利CN85100580B公開了一種耐蝕、光亮、可發(fā)色壓鑄鋁合 金，該壓鑄鋁合金的成分及質(zhì)量百分比為:Mg 3.5~5.5%，Zn 0.1~4.5%，Μη 0.1~0.6%， Cu0.05~0.1%，F(xiàn)e0.2~1.0%，Si0.2~1.0%，Zr0.01~0.3%，0.15~0.8〇/c^Ce、La、Y#± 元素，余量為A1。該壓鑄鋁合金的鑄造性能良好，經(jīng)機械拋光可獲得鏡面亮度，并能進行化 學(xué)拋光和陽極氧化、染色、電介發(fā)色處理。專利CN104789825A公開了一種可壓鑄鋁鎂硅錳稀 土合金，該鋁合金的成分及質(zhì)量百分比為 :181.0~3.0%，311.0~3.0%，1110.2~2.0%， 0.1~0.6%的Ce、La稀土元素，同時還可含有Fe、Ni、Co等，余量為A1。該鋁合金流動性強，壓 鑄件可以做陽極氧化著色處理。專利CN103526088A公開了一種數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合 金，該鋁合金的成分及質(zhì)量百分比為:Zn 4.5~4.8%，Cu 1.8~2.0%，Mg 1.6~1.8%，Si 2.2 ~2.5%，Zr 0.05~0.1%，Ni 0.4~0.6%，Ti 0.5~1.0%，余量為A1和不可避免的雜質(zhì)。該壓 鑄鋁合金通過簡單的合金元素以及適量的配比，得到了具有優(yōu)異壓鑄和陽極氧化性能的鋁 合金。專利CN103343268A公開了一種壓鑄鋁合金，該壓鑄鋁合金的成分及質(zhì)量百分比為:Si 0.5~2.0%，Cu0.1~0.5%，F(xiàn)e0.3~0.8%，Mn0.1~1.0%，Mg2.0~4.0%，Zn0.8~2.0%，Ti 0.15~0.2%，0.6~0.8%的Ce、La稀土元素。該壓鑄鋁合金具有良好的陽極氧化能力、機械性 能以及耐蝕性能。專利CN102108461A公開了一種適合陽極氧化處理的壓鑄鋁合金及其制備 方法，該壓鑄鋁合金的成分及質(zhì)量百分比為:3111~13%，〇1〇~0.1%，1%0~0.1%，211〇~ 0.1%，F(xiàn)e Ο . 8~1.0%，Μη 0~0.5%，余量為A1。該壓鑄鋁合金可以進行陽極氧化，氧化效果 好、膜層厚、色澤均勻。專利CN104451278A公開了一種壓鑄鋁合金及其制備方法，該壓鑄鋁 合金的成分及質(zhì)量百分比為:Mg 0.3~1.0%，Si 1~5%，Sr 0.03~0·7%，Μη 0.3~1.5%，Cr 0.1~0.2%，Ti 0.15~0.25%，余量為A1。該壓鑄鋁合金進行陽極氧化后的膜層色彩均一，膜 層質(zhì)感良好。
[0006] 通過對上述文獻資料的分析可發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有鋁合金在陽極氧化、鑄造流動性和力學(xué) 性能等方面的綜合性能仍然不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種鑄造流動性好、力學(xué)性能 優(yōu)良的可陽極氧化鑄造鋁合金及其制備方法。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的： 本發(fā)明所述的可陽極氧化鑄造鋁合金，其特點是由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Mg 3.5~4.5%^2.5~3.5%，110.05~0.15%4110.05~0.15%，1^0.1~0.3%，其余為八1和 不可避免的雜質(zhì)，其中所述Re的成分及質(zhì)量百分比為：Tb 25~35%，Dy 15~25%，Ho 15~ 25%，Tm 10~15%，Yb 10~15%，Lu 5~10%。
[0009] 其中，最優(yōu)的成分及質(zhì)量百分比為：Mg 4.0%，Si 3.0%，Ti (hl%，Eu (hl%，Re 0.2%，其余為A1和不可避免的雜質(zhì)，其中所述Re的成分及質(zhì)量百分比為:Tb 28%，Dy 22%，Ho 17%，Tm 13%，Yb 12%，Lu 8%。
[0010] -種可陽極氧化鑄造鋁合金的制造方法，其特點是包括以下步驟： 第一步:選用Al-10Ti合金、Al-lOEu合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠、99.9%的 速溶硅和99.9%的混合重稀土 Re作為原材料； 第二步:將鋁錠加熱熔化并升溫至730~750°C，加入占原材料總重量為3.5~4.5%的鎂 錠和2.5~3.5%的速溶硅，攪拌熔化成鋁合金液； 第三步:對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入占原材料總重量為0.5~1.5%的Al-10Ti 合金、0.5~1.5%的Al-lOEu合金和0.1~0.3%的混合重稀土Re，攪拌使鋁合金液的成分均 勻； 第四步:將鋁合金液降溫至700~720 °C并靜置0.5~1小時后，鑄造成鋁合金； 第五步:將鋁合金在520~530°C固溶處理3~5小時，水淬后，在210~220 °C時效處理8 ~10小時，然后隨爐冷卻得到可陽極氧化鑄造鋁合金。
[0011] 本發(fā)明所述可陽極氧化鑄造鋁合金的成分及質(zhì)量百分比的選擇與限定理由如下： Mg:Mg在鋁合金中具有固溶強化作用，同時還能與Si形成Mg2Si強化相，增強鋁合金的 強度，Mg含量越高，鋁合金的強度越高。但Mg含量太高，會引起鋁合金的鑄造流動性和塑性 下降。為了保證鋁合金獲得足夠的強度、鑄造流動性和塑性。因此，Mg含量選擇在3.5~ 4.5%，最佳含量為4.0%。
[0012] Si :Si與A1可形成Al+Si共晶液相，是提高鋁合金鑄造流動性的主要成分。Si含量 越高，鋁合金的鑄造流動性越好，但鋁合金的陽極氧化性能和塑性會下降。當Si的質(zhì)量百分 比含量超過3.5%時，鋁合金的陽極氧化性能和塑性都會出現(xiàn)顯著下降。為了保證鋁合金的 陽極氧化性能和足夠的塑性。因此，Si含量選擇在2.5~3.5%，最佳含量為3.0%。
[0013] Ti : Ti與Α1反應(yīng)開$成TiAh化合物，可細化α-Al晶粒。添加微量的Ti元素，可使α-Α1 晶粒從粗大的樹枝狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿【鶆虻牡容S晶，提高鋁合金液的鑄造流動性，改善鋁合金 的組織均勻性，提高鋁合金的強度和塑性。Ti含量越高，α-Al晶粒越細，鋁合金液的鑄造流 動性也好，但也會增加鋁合金生產(chǎn)成本。因此，選擇添加0.05~0.15%的Ti，最佳含量為 0.1%〇
[0014] Eu:Eu是共晶Si的最佳細化變質(zhì)元素，具有細化變質(zhì)效果好、持續(xù)時間長和再現(xiàn)性 好等優(yōu)點，還可以避免傳統(tǒng)Na、Sr元素變質(zhì)引起的吸氣問題。添加微量的Eu元素，可使共晶 Si的形態(tài)從粗大的針狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿【鶆虻念w粒狀，提高鋁合金的鑄造流動性、強度和塑性， 消除Si元素對鋁合金陽極氧化性能的危害。因此，選擇添加0.05~0.15%的Eu，最佳含量為 0.1%〇
[0015] Re:Re是含有饑、07、!1〇、1'111、￥13和1^共6種重稀土元素的混合稀土?；旌现叵⊥恋奈?理化學(xué)性質(zhì)活潑，添加微量的混合重稀土，可與鋁合金液中的氧、氫、氮、碳、磷、硫、鐵、鉛等 雜質(zhì)元素反應(yīng)生成高熔點的化合物并沉淀，對鋁合金液有凈化作用，可以降低鋁合金液的 表面張力，提高鋁合金液的鑄造流動性和力學(xué)性能，消除金屬和非金屬雜質(zhì)元素的危害，提 高鋁合金的陽極氧化性能，增加氧化膜層的厚度、均勻性和光亮度，并且添加混合重稀土比 添加一種或少數(shù)幾種重稀土元素的效果更好。因此，選擇添加〇. 1~〇 . 3%的Re，最佳含量為 0.2%〇
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點： 1、 本發(fā)明在優(yōu)化18、3;1主合金元素的基礎(chǔ)上，通過添加41-1011合金對€[-41晶粒進行細 化、添加 Al-lOEu合金對共晶Si進行細化變質(zhì)處理和添加混合重稀土 Re對鋁合金進行深度 凈化，降低鋁合金液的表面張力，消除金屬和非金屬雜質(zhì)元素的危害，提高鋁合金液的鑄造 流動性和力學(xué)性能，提高鋁合金的陽極氧化性能，增加氧化膜層的厚度、均勻性和光亮度； 2、 本發(fā)明首先采用高溫熔煉配制成鋁鎂硅的合金液，經(jīng)精煉除渣后，再加入ΑΙ-lOTi合 金、Al-lOEu合金和混合重稀土，有利于充分發(fā)揮Ti元素對α-Al晶粒的細化作用、Eu元素對 共晶Si的細化變質(zhì)作用和混合重稀土Re對鋁合金液的二次深度凈化作用，提高本發(fā)明可陽 極氧化鑄造鋁合金的陽極氧化性能、鑄造流動性和力學(xué)性能； 3、 本發(fā)明可陽極氧化鑄造鋁合金的鑄造流動性試樣長度大于876毫米，抗拉強度大于 315MPa，伸長率大于8%，經(jīng)陽極氧化處理后，氧化膜厚度均勻且色澤光亮，其鑄造流動性達 到現(xiàn)有Al-Si系鑄造鋁合金的鑄造流動性，而力學(xué)性能和陽極氧化性能則達到現(xiàn)有Al-Mg-Si系變形鋁合金的力學(xué)性能和陽極氧化性能。 【具體實施方式】 [0017] 實施例1: 本發(fā)明所述的可陽極氧化鑄造鋁合金，含有Mg 3.5%，Si 2.5%，Ti 0.05%，Eu 0.05%，Re 0.1%，其余為A1和不可避免的雜質(zhì)，其中Re的成分及質(zhì)量百分比為：Tb 28%，Dy 22%，Ho 17%，Tm 13%，Yb 12%，Lu 8%。其制備方法如下： 第一步:選用Al-10Ti合金、Al-lOEu合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠、99.9%的 速溶硅和99.9%的混合重稀土 Re作為原材料，配料表如下：
第二步:在坩堝電阻爐內(nèi)將鋁錠加熱熔化并升溫至730°C，加入鎂錠和速溶硅，攪拌熔 化成鋁合金液； 第三步:采用六氯乙烷對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入ΑΙ-lOTi合金、Al-lOEu合金 和混合重稀土 Re，攪拌使鋁合金液的成分均勻； 第四步:將鋁合金液降溫至720°C并靜置0.5小時，取部分鋁合金液澆注到預(yù)熱溫度為 200°C的螺旋式流動性實驗?zāi)＞邇?nèi)，冷卻后測量螺旋式流動性試樣的長度，如表2所示。將剩 余鋁合金液澆注到不銹鋼模具內(nèi)鑄造成鋁合金； 第五步:在熱處理爐內(nèi)將鋁合金在520 °C固溶處理5小時，水淬后，在220 °C時效處理8小 時，然后隨爐冷卻得到可陽極氧化鑄造鋁合金。
[0018] 在SPECTR0MAX光電直讀光譜儀測定鋁合金的化學(xué)成分，如表1所示。按中華人民共 和國國家標準GB/T16865-2013,將鋁合金加工成標準拉伸試樣，在DNS500型電子拉伸試驗 機上進行室溫拉伸，拉伸速率為2毫米/分鐘，拉伸力學(xué)性能如表2所示。將鋁合金經(jīng)表面去 毛刺、飛邊、澆口和冒口后，在硫酸80g/L、檸檬酸9g/L、乳酸7g/L、電流密度1.5A/dm 2、電壓 10V、氧化時間30min條件下進行陽極氧化處理，結(jié)果如表2所示。
[0019] 實施例2: 本發(fā)明所述的可陽極氧化鑄造鋁合金，含有Mg 4.0%，Si 3.0%，Ti 0.1%，Eu 0.1%，Re 0.2%，其余為A1和不可避免的雜質(zhì)，其中Re的成分及質(zhì)量百分比為：Tb 28%，Dy 22%，Ho 17%，Tm 13%，Yb 12%，Lu 8%。其制備方法如下： 第一步:選用Al-10Ti合金、Al-lOEu合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠、99.9%的 速溶硅和99.9%的混合重稀土 Re作為原材料，配料表如下：
第二步:在坩堝電阻爐內(nèi)將鋁錠加熱熔化并升溫至740°C，加入鎂錠和速溶硅，攪拌熔 化成鋁合金液； 第三步:采用六氯乙烷對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入ΑΙ-lOTi合金、Al-lOEu合金 和混合重稀土 Re，攪拌使鋁合金液的成分均勻； 第四步:將鋁合金液降溫至710°C并靜置0.8小時，取部分鋁合金液澆注到預(yù)熱溫度為 200°C的螺旋式流動性實驗?zāi)＞邇?nèi)，冷卻后測量螺旋式流動性試樣的長度，如表2所示。將剩 余鋁合金液澆注到不銹鋼模具內(nèi)鑄造成鋁合金； 第五步:在熱處理爐內(nèi)將鋁合金在525 °C固溶處理4小時，水淬后，在215 °C時效處理9小 時，然后隨爐冷卻得到可陽極氧化鑄造鋁合金。
[0020] 在SPECTR0MAX光電直讀光譜儀測定鋁合金的化學(xué)成分，如表1所示。按中華人民共 和國國家標準GB/T16865-2013,將鋁合金加工成標準拉伸試樣，在DNS500型電子拉伸試驗 機上進行室溫拉伸，拉伸速率為2毫米/分鐘，拉伸力學(xué)性能如表2所示。將鋁合金經(jīng)表面去 毛刺、飛邊、澆口和冒口后，在硫酸80g/L、檸檬酸9g/L、乳酸7g/L、電流密度1.5A/dm 2、電壓 10V、氧化時間30min條件下進行陽極氧化處理，結(jié)果如表2所示。
[0021] 實施例3: 本發(fā)明所述的可陽極氧化鑄造鋁合金，含有Mg 4.5%，Si 3.5%，Ti 0.15%，Eu 0.15%，Re 0.3%，其余為A1和不可避免的雜質(zhì)，其中Re的成分及質(zhì)量百分比為：Tb 28%，Dy 22%，Ho 17%，Tm 13%，Yb 12%，Lu 8%。其制備方法如下： 第一步:選用Al-10Ti合金、Al-lOEu合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠、99.9%的 速溶硅和99.9%的混合重稀土 Re作為原材料，配料表如下：
第二步:在坩堝電阻爐內(nèi)將鋁錠加熱熔化并升溫至750°C，加入鎂錠和速溶硅，攪拌熔 化成鋁合金液； 第三步:采用六氯乙烷對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入ΑΙ-lOTi合金、Al-lOEu合金 和混合重稀土 Re，攪拌使鋁合金液的成分均勻； 第四步，將鋁合金液降溫至700°C并靜置1小時，取部分鋁合金液澆注到預(yù)熱溫度為200 °C的螺旋式流動性實驗?zāi)＞邇?nèi)，冷卻后測量螺旋式流動性試樣的長度，如表2所示。將剩余 鋁合金液澆注到不銹鋼模具內(nèi)鑄造成鋁合金； 第五步:在熱處理爐內(nèi)將鋁合金在530 °C固溶處理3小時，水淬后，在210 °C時效處理10 小時，然后隨爐冷卻得到可陽極氧化鑄造鋁合金。
[0022] 在SPECTR0MAX光電直讀光譜儀測定鋁合金的化學(xué)成分，如表1所示。按中華人民共 和國國家標準GB/T16865-2013,將鋁合金加工成標準拉伸試樣，在DNS500型電子拉伸試驗 機上進行室溫拉伸，拉伸速率為2毫米/分鐘，拉伸力學(xué)性能如表2所示。將鋁合金經(jīng)表面去 毛刺、飛邊、澆口和冒口后，在硫酸80g/L、檸檬酸9g/L、乳酸7g/L、電流密度1.5A/dm 2、電壓 10V、氧化時間30min條件下進行陽極氧化處理，結(jié)果如表2所示。
[0023] 對比例1: 鋁合金含有Mg 4.0%，Si 3.0%，Ti 0.1%，其余為A1和不可避免的雜質(zhì)。制備方法如下： 第一步:選用ΑΙ-lOTi合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠和99.9%的速溶硅作為 原材料，配料表如下：
第二步:在坩堝電阻爐內(nèi)將鋁錠加熱熔化并升溫至740Γ，加入鎂錠和速溶硅，攪拌熔 化成鋁合金液； 第三步:采用六氯乙烷對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入ΑΙ-lOTi合金，攪拌使鋁合 金液的成分均勾； 第四步:將鋁合金液降溫至710°C并靜置0.8小時，取部分鋁合金液澆注到預(yù)熱溫度為 200°C的螺旋式流動性實驗?zāi)＞邇?nèi)，冷卻后測量螺旋式流動性試樣的長度，如表2所示。將剩 余鋁合金液澆注到不銹鋼模具內(nèi)鑄造成鋁合金； 第五步:在熱處理爐內(nèi)將鋁合金在525 °C固溶處理4小時，水淬后，在215 °C時效處理9小 時，然后隨爐冷卻。
[0024] 在SPECTR0MAX光電直讀光譜儀測定鋁合金的化學(xué)成分，如表1所示。按中華人民共 和國國家標準GB/T16865-2013,將鋁合金加工成標準拉伸試樣，在DNS500型電子拉伸試驗 機上進行室溫拉伸，拉伸速率為2毫米/分鐘，拉伸力學(xué)性能如表2所示。將鋁合金經(jīng)表面去 毛刺、飛邊、澆口和冒口后，在硫酸80g/L、檸檬酸9g/L、乳酸7g/L、電流密度1.5A/dm 2、電壓 10V、氧化時間30min條件下進行陽極氧化處理，結(jié)果如表2所示。
[0025] 對比例2: 鋁合金含有Mg 4.0%，Si 3.0%，Ti 0.1%，Eu 0.1%，其余為A1和不可避免的雜質(zhì)。制備方 法如下： 第一步:選用ΑΙ-lOTi合金、Al-lOEu合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠和99.9% 的速溶硅作為原材料，配料表如下：
第二步:在坩堝電阻爐內(nèi)將鋁錠加熱熔化并升溫至740Γ，加入鎂錠和速溶硅，攪拌熔 化成鋁合金液； 第三步:采用六氯乙烷對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入ΑΙ-lOTi合金和Al-lOEu合 金，攪拌使鋁合金液的成分均勻； 第四步:將鋁合金液降溫至710°C并靜置0.8小時，取部分鋁合金液澆注到預(yù)熱溫度為 200°C的螺旋式流動性實驗?zāi)＞邇?nèi)，冷卻后測量螺旋式流動性試樣的長度，如表2所示。將剩 余鋁合金液澆注到不銹鋼模具內(nèi)鑄造成鋁合金； 第五步:在熱處理爐內(nèi)將鋁合金在525 °C固溶處理4小時，水淬后，在215 °C時效處理9小 時，然后隨爐冷卻。
[0026] 在SPECTR0MAX光電直讀光譜儀測定鋁合金的化學(xué)成分，如表1所示。按中華人民共 和國國家標準GB/T16865-2013,將鋁合金加工成標準拉伸試樣，在DNS500型電子拉伸試驗 機上進行室溫拉伸，拉伸速率為2毫米/分鐘，拉伸力學(xué)性能如表2所示。將鋁合金經(jīng)表面去 毛刺、飛邊、澆口和冒口后，在硫酸80g/L、檸檬酸9g/L、乳酸7g/L、電流密度1.5A/dm2、電壓 10V、氧化時間30min條件下進行陽極氧化處理，結(jié)果如表2所示。
[0027] 對比例3: 鋁合金含有Mg 4.0%，Si 3.0%，Ti 0.1%，Re 0.2%，其余為A1和不可避免的雜質(zhì)，其中Re 的成分及質(zhì)量百分比為:Tb 28%，Dy 22%，Ho 17%，Tm 13%，Yb 12%，Lu 8%。制備方法如下： 第一步：選用Al-10Ti合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠、99.9%的速溶硅和 99.9%的混合重稀土 Re作為原材料，配料表如下：
第二步:在坩堝電阻爐內(nèi)將鋁錠加熱熔化并升溫至740Γ，加入鎂錠和速溶硅，攪拌熔 化成鋁合金液； 第三步:采用六氯乙烷對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入Al-10Ti合金和混合重稀土 Re，攪拌使鋁合金液的成分均勻； 第四步:將鋁合金液降溫至710°C并靜置0.8小時，取部分鋁合金液澆注到預(yù)熱溫度為 200°C的螺旋式流動性實驗?zāi)＞邇?nèi)，冷卻后測量螺旋式流動性試樣的長度，如表2所示。將剩 余鋁合金液澆注到不銹鋼模具內(nèi)鑄造成鋁合金； 第五步:在熱處理爐內(nèi)將鋁合金在525 °C固溶處理4小時，水淬后，在215 °C時效處理9小 時，然后隨爐冷卻。
[0028] 在SPECTR0MAX光電直讀光譜儀測定鋁合金的化學(xué)成分，如表1所示。按中華人民共 和國國家標準GB/T16865-2013,將鋁合金加工成標準拉伸試樣，在DNS500型電子拉伸試驗 機上進行室溫拉伸，拉伸速率為2毫米/分鐘，拉伸力學(xué)性能如表2所示。將鋁合金經(jīng)表面去 毛刺、飛邊、澆口和冒口后，在硫酸80g/L、檸檬酸9g/L、乳酸7g/L、電流密度1.5A/dm 2、電壓 10V、氧化時間30min條件下進行陽極氧化處理，結(jié)果如表2所示。
[0029] 對比例4: Al-Si系鑄造鋁合金，含有Si 7.0%，Mg 0.3%，Ti 0.1%，其余為A1和不可避免的雜質(zhì)。制 備方法如下： 第一步:選用Al-10Ti合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠和99.9%的速溶硅作為 原材料，配料表如下：
第二步:在坩堝電阻爐內(nèi)將鋁錠加熱熔化并升溫至740°C，加入速溶硅和鎂錠，攪拌熔 化成鋁合金液； 第三步:采用六氯乙烷對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入ΑΙ-lOTi合金，攪拌使鋁合 金液的成分均勾； 第四步:將鋁合金液降溫至700°C并靜置1小時，取部分鋁合金液澆注到預(yù)熱溫度為200 °C的螺旋式流動性實驗?zāi)＞邇?nèi)，冷卻后測量螺旋式流動性試樣的長度，如表2所示。將剩余 鋁合金液澆注到不銹鋼模具內(nèi)鑄造成鋁合金； 第五步:在熱處理爐內(nèi)將鋁合金在530 °C固溶處理3小時，水淬后，在210 °C時效處理9小 時，然后隨爐冷卻。
[0030] 在SPECTR0MAX光電直讀光譜儀測定鋁合金的化學(xué)成分，如表1所示。按中華人民共 和國國家標準GB/T16865-2013,將鋁合金加工成標準拉伸試樣，在DNS500型電子拉伸試驗 機上進行室溫拉伸，拉伸速率為2毫米/分鐘，拉伸力學(xué)性能如表2所示。將鋁合金經(jīng)表面去 毛刺、飛邊、澆口和冒口后，在硫酸80g/L、檸檬酸9g/L、乳酸7g/L、電流密度1.5A/dm 2、電壓 10V、氧化時間30min條件下進行陽極氧化處理，結(jié)果如表2所示。
[0031] 對比例5: Al-Mg-Si系變形鋁合金，含有Mg 1.2%，Si 0.8%，Ti 0.1%，其余為A1和不可避免的雜 質(zhì)。制備方法如下： 第一步:選用ΑΙ-lOTi合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠和99.9%的速溶硅作為 原材料，配料表如下：
第二步:在坩堝電阻爐內(nèi)將鋁錠加熱熔化并升溫至750Γ，加入鎂錠和速溶硅，攪拌熔 化成鋁合金液； 第三步:采用六氯乙烷對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入ΑΙ-lOTi合金，攪拌使鋁合 金液的成分均勾； 第四步:將鋁合金液降溫至720°C并靜置0.5小時，取部分鋁合金液澆注到預(yù)熱溫度為 200°C的螺旋式流動性實驗?zāi)＞邇?nèi)，冷卻后測量螺旋式流動性試樣的長度，如表2所示。將剩 余鋁合金液澆注到不銹鋼模具內(nèi)鑄造成鋁合金； 第五步:在熱處理爐內(nèi)將鋁合金在520 °C固溶處理4小時，水淬后，在220 °C時效處理10 小時，然后隨爐冷卻。
[0032] 在SPECTR0MAX光電直讀光譜儀測定鋁合金的化學(xué)成分，如表1所示。按中華人民共 和國國家標準GB/T16865-2013,將鋁合金加工成標準拉伸試樣，在DNS500型電子拉伸試驗 機上進行室溫拉伸，拉伸速率為2毫米/分鐘，拉伸力學(xué)性能如表2所示。將鋁合金經(jīng)表面去 毛刺、飛邊、澆口和冒口后，在硫酸80g/L、檸檬酸9g/L、乳酸7g/L、電流密度1.5A/dm 2、電壓 10V、氧化時間30min條件下進行陽極氧化處理，結(jié)果如表2所示。
[0033]表1為實施例和對比例鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量百分比，％)
表2為實施例和對比例鋁合金的鑄造流動性試樣長度、拉伸力學(xué)性能和陽極氧化膜狀 況
從表2可看到，本發(fā)明可陽極氧化鑄造鋁合金的鑄造流動性試樣長度大于875毫米，抗 拉強度大于315MPa，伸長率大于8%，經(jīng)陽極氧化處理后，氧化膜厚度均勻且色澤光亮，其鑄 造流動性達到現(xiàn)有Al-Si系鑄造鋁合金的鑄造流動性，而力學(xué)性能和陽極氧化性能則達到 現(xiàn)有Al-Mg-Si系變形鋁合金的力學(xué)性能和陽極氧化性能。從表2還可看到，本發(fā)明可陽極氧 化鑄造鋁合金的鑄造流動性、拉伸力學(xué)性和陽極氧化膜狀況都好于不含Eu、Re的鋁合金，也 好于只含Eu或Re的鋁合金，說明添加微量的Eu元素和混合重稀土 Re可顯著提高本發(fā)明鑄造 鋁合金的鑄造流動性、拉伸力學(xué)性能和陽極氧化性能。
[0034]本發(fā)明是通過實施例來描述的，但并不對本發(fā)明構(gòu)成限制，參照本發(fā)明的描述，所 公開的實施例的其他變化，如對于本領(lǐng)域的專業(yè)人士是容易想到的，這樣的變化應(yīng)該屬于 本發(fā)明權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種可陽極氧化鑄造鋁合金，其特征在于由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Mg 3.5~ 4.5%^2.5~3.5%，110.05~0.15%4110.05~0.15%，1^0.1~0.3%，其余為八1和不可避 免的雜質(zhì)，其中所述Re的成分及質(zhì)量百分比為：Tb 25~35%，Dy 15~25%，Ho 15~25%，Tm 10~15%，Yb 10~15%，Lu 5~10%〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可陽極氧化鑄造鋁合金，其特征在于由以下質(zhì)量百分比的成 分組成:Mg 4.0%，Si 3.0%，Ti 0.1%，Eu 0.1%，Re 0.2%，其余為Al和不可避免的雜質(zhì)，其中 所述Re的成分及質(zhì)量百分比為:Tb 28%，Dy 22%，Ho 17%，Tm 13%，Yb 12%，Lu 8%。3. -種可陽極氧化鑄造鋁合金的制造方法，該方法用于制造如上述任一權(quán)利要求所述 的可陽極氧化鑄造鋁合金，其特征在于包括以下步驟： 第一步:選用Al-IOTi合金、Al-IOEu合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的鎂錠、99.9%的 速溶硅和99.9%的混合重稀土 Re作為原材料； 第二步:將鋁錠加熱熔化并升溫至730~750°C，加入占原材料總重量為3.5~4.5%的鎂 錠和2.5~3.5%的速溶硅，攪拌熔化成鋁合金液； 第三步：對鋁合金液進行精煉和除渣后，加入占原材料總重量為0.5~1.5%的Al-IOTi 合金、0.5~1.5%的Al-IOEu合金和0.1~0.3%的混合重稀土Re，攪拌使鋁合金液的成分均 勻； 第四步:將鋁合金液降溫至700~720 °C并靜置0.5~1小時后，鑄造成鋁合金； 第五步：將鋁合金在520~530°C固溶處理3~5小時，水淬后，在210~220°C時效處理8 ~10小時，然后隨爐冷卻得到可陽極氧化鑄造鋁合金。
【文檔編號】C22C21/08GK105886857SQ201610196628
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】王順成, 宋東福, 毛文龍, 鄭開宏
【申請人】廣東省材料與加工研究所