[发明专利]一种Al-Cu-Mg-Ag合金及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种Al‑Cu‑Mg‑Ag合金及其制备方法和应用。本发明的Al‑Cu‑Mg‑Ag中，各成分的重量百分比为：6％‑6.8％Cu、0.46％‑0.7％Mg、0.15％‑0.3％Ag、0.3％‑0.6％Mn、0.05％‑0.15％Zr、0.1％‑0.2％Ti、余量为Al和不可避免杂质，其中，所述合金中Mg和Ag的重量配比为：1.5≤Mg/Ag≤4.5。本发明提供的Al‑Cu‑Mg‑Ag合金，通过降低其中Ag含量并提高Mg含量，使Mg/Ag的重量比在适宜的范围内，并控制合金中其他各元素的重量比，使得本发明的Al‑Cu‑Mg‑Ag合金在降低生产成本的同时，能够具有较高的室温和高温强度性能，尤其是在高温条件下仍具有优异的强度性能，且制备方法比较简单，生产过程步骤较少，对生产设备的要求低，在原有的传统铝合金生产设备上就可以进行，具有很好的市场应用前景和推广价值。

技术领域

本发明涉及有色金属材料合金化及其制备技术领域，尤其涉及一种Al-Cu-Mg-Ag合金及其制备方法和应用。

背景技术

2xxx系(Al-Cu)铝合金作为一种高强耐热铝合金材料，其在航空航天、交通运输等领域均有着广泛的应用。其中，Al-Cu-Mg-Ag作为2xxx系合金中的一种，能够析出Ω相，Ω相能够在200℃下长期稳定存在而不粗化、不会聚集长大使得Al-Cu-Mg-Ag合金在200℃下甚至200℃以上具有可观的热强性。

目前，一般采用改变合金化元素的含量以及优化热处理工艺来提高铝合金材料本身的热强性。

CN1556235A公开了一种含稀土铈的铝铜镁银系高强度铸造耐热铝合金，其具体成分及其重量百分比为：Cu：4-8，Mg：0.4-1.0，Ag：0.3-1.0，Mn：0.3-0.6，Zr：0.0-0.30，Ce：0.05-0.50，余量为Al，该技术方案通过稀土铈合金化，来细化合金晶粒度和时效析出相的尺寸，提高析出相的热稳定性，来提高铸造合金的总体强度和高温耐热性能，表现为室温：350-450MPa，300℃：170-220MPa。然而较高的银含量(0.3-1.0重量％)以及为了避免稀土铈的烧损而采用的真空冶金熔炼会带来成本的提高。

CN101037749A公开了一种镱微合金化的铝铜镁银锰系高强变形耐热铝合金及其制备方法，该合金的具体组份及其重量百分比为：Cu：4-6.5％，Mg：0.5-1.2％，Ag：0.4-1.5％，Mn：0.2-0.6％，Zr：0.05-0.25％，Yb：0.05-0.55％，余量为Al，其通过在铝铜镁银锰系合金中添加微量稀土镱，不改变已形成的合金成分，而是利用微量镱的作用使铝铜镁银锰系合金的原始铸态组织得到细化，性能表现为：室温：530-570MPa，200℃：400-440MPa。CN101177750A公开了一种含稀土镨的高强变形耐热铝合金及其制备工艺，其中，铝合金的具体组份及其重量百分比为：Cu：4-6.5％，Mg：0.5-1.5％，Ag：0.4-1.5％，Mn：0.1-0.5％，Zr：0.05-0.25％，Pr：0.05-0.40％，余量为Al，该技术方案在现有的铝铜镁银锰锆系合金中添加微量稀土镨，不改变已形成的合金成分，而是利用微量镨的作用使铝铜镁银锰锆系合金的原始铸态组织得到细化，性能表现为室温：520-580MPa，200℃：390-470MPa。与CN1556235A相比较，CN101037749A和CN101177750A的技术方案中采用了更高的银元素含量(0.4-1.5重量％)，而且由于没有采用真空熔炼稀土元素容易烧损，这些因素都导致了生产成本的提高。