[发明专利]一种免热处理的耐热铸造铝合金及其制备方法

说明书

一种免热处理的耐热铸造铝合金，其特征在于：所述免热处理高强铸造铝合金，其组分按重量百分比计分别为：Cu：7.5～10.5％，Mn：0.5～0.8％，Ti：0.25～0.45％，Ca：1.5～3.0％，杂质小于或等于0.1％，余量为铝。本申请的免热处理铸造铝合金不经热处理能达到较高的抗拉强度，具有一定的延伸率，能在250℃高温下长时间使用，节省生产步骤，提高生产效率。

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种可不热处理的耐热铸造铝合金及制备方法。

背景技术

铝合金是一类轻质、高性能金属材料，已广泛应用于航空、航天、兵器、电子、船舶、高铁、民用等领域。目前，汽车发动机、航空发动机冷端用等部件通常服役温度均高于200℃，目前多采用压铸铝合金，压铸合金内部组织不致密，存在较多的针孔，影响铸件使用寿命。由于零部件轻量化需求越来越明显，常规压铸铝合金强度、延伸率以及使用寿命已开始满足不了零部件需求，开发一种低成本、免热处理的高强、耐热型铸造铝合金十分必要。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种免热处理的耐热型铸造铝合金及其制备方法，具体技术方案如下：

一种免热处理的耐热铸造铝合金，其特征在于，所述免热处理的铸造铝合金包括以下质量百分比的合金成分：Cu：7.5～10.5％，Mn：0.5～0.8％，Ti：0.25～0.45％，Ca：1.5～3.0％，杂质小于或等于0.1％，余量为铝。

进一步：

所述Cu的质量百分比为：8.0～9.5％。

所述Mn的质量百分比为：0.6～0.7％。

所述Ti的质量百分比为：0.3～0.4％。

所述Ca的质量百分比为：1.7～2.8％。

所述Cu∶Ca的质量百分比比例不低于3.85。

一种前述免热处理的耐热铸造铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

第一步，按质量百分比将铝、Cu、Ti、Mn组分添加到熔炉中，加热至750～780℃，保温4～5h，待合金组分全部熔化成铝合金熔液后，搅拌10-15min；

第二步，将铝合金熔液温度控制在680℃～700℃，将按质量百分比配好的金属Ca加入，搅拌3～5min；

第三步，加入合金熔体总质量0.5～0.7％的精炼剂，搅拌10～15min，然后静置20～30min，进行浇注。

进一步：

在第一步中，所述铝采用纯铝的形式，所述Cu、Ti、Mn以中间合金的形式添加，所述中间合金分别为AlCu50、AlTi4、AlMn10中间合金，其中，所述中间合金中的元素含量要求满足GB/T 27677-2011要求。

本申请具有以下有益的技术效果：

1.本申请在铝铜合金基础上，引入了一定量的Ca元素，可生成高温、稳定的网状析出强化相Al-Cu-Ca相；

2.本申请可达到以下技术指标：铸态抗拉强度为320MPa～340MPa，延伸率为3～5％，在250℃保温500h强度不衰退。

附图说明

图1为本发明合金中均匀分布的共晶、网状Al-Cu-Ca相；

图2为本发明合金在250℃下保温的抗拉强度变化情况；

图3为Cu/Ca比为3.6的Al-Cu-Ca合金微观组织。

具体实施方式