[发明专利]一种高强耐疲劳稀土铝合金及其制备方法

说明书

一种高强耐疲劳稀土铝合金及其制备方法，属于稀土铝合金制造领域，包括如下质量百分比的物质组成：5.0‑7.0％的Zn，2.0‑3.0％的Mg，1.0‑2.0％的Cu，0.3‑0.6％的Er和0.3‑0.9％的Cr，余量为Al和杂质。本发明提供的高强度耐热变形稀土铝合金，添加了可使得晶粒显著细化合金的稀土元素，使铝合金的力学性能大大提高，尤其是耐热性能，故本发明具有良好的应用和推广前景，能够在电动客车、轨道交通等低成本民用领域中应用。

技术领域

本发明属于稀土铝合金制造领域，具体地说是一种高强耐疲劳稀土铝合金及其制备方法。

背景技术

铝合金具有密度低，质量轻，抗阻尼震动性强，铸造性能优越，切削加工性能好，尺寸稳定性高，电磁屏蔽能力强，回收利用率高等优点，因此铝合金广泛应用于汽车、电子、电器、交通、航天、航空和国防军事工业等领域。但是铝合金的开发程度还远远偏低，每年的生产量只有铝合金的1％，远没有充分发挥其潜在优势，主要是由于以下原因：铝合金的绝对强度较低，耐热性较差；大多数的铝结构件都来自于压铸一种加工方式，即铸造铝合金。由于铸造铝合金变形性差，不能承受复杂载荷以及体积相对较小，铝合金的使用更加受到限制。与铸造铝合金相比，变形铝合金具有优良的综合力学性能，更高的强度和塑性，更适合于制作大型结构件和满足结构多样化要求，因此开发新型高强耐热变形铝合金具有重要的现实需求和战略意义。

变形稀土铝合金中，铝-锌-镁系合金(Al-Zn-Mg)作为现有商用铝合金中强度最高的一种，具有良好的塑性及耐蚀性，且是目前应用最广的变形稀土铝合金之一。大量的采用7075铝合金是未来航空航天及汽车制造领域的发展趋势。但7075室温塑性较差，尤其耐热性差，热裂倾向大，而铝合金零部件在服役过程中需要承受高温、腐蚀、交变载荷等恶劣环境，久而久之，铝合金零部件便会在表面萌生疲劳裂纹源，疲劳裂纹源，继续进一步扩展为裂纹，零件便会发生疲劳破坏失效；故难以满足耐高温环境下的使用，尤其是航空航天领域的使用要求，对铝合金的发展造成了很大的限制。

发明内容

本发明提供一种高强耐疲劳稀土铝合金及其制备方法，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高强耐疲劳稀土铝合金，包括如下质量百分比的物质组成：5.0-7.0％的Zn，2.0-3.0％的Mg，1.0-2.0％的Cu，0.3-0.6％的Er和0.3-0.9％的Cr，余量为Al和杂质。

如上所述的一种高强耐疲劳稀土铝合金，所述的杂质包括Fe、Si。

如上所述的一种高强耐疲劳稀土铝合金，所述的杂质质量小于总质量的0.03％。

一种高强耐疲劳稀土铝合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：熔炼：以纯铝锭、纯镁锭和Al-30Zn中间合金、Al-25Cu中间合金、Al-25Er中间合金、Al-25Cr中间合金为原料，按所述铝合金组分的质量百分比进行计算配料，预热，开启熔炼炉，待炉膛温度达到350-400℃时，将均预热的纯铝锭加入熔炼炉中，加热升温到690-710℃至所述纯铝锭熔化；接着升温至750-770℃后加入纯镁锭和Al-30Zn中间合金、Al-25Cu中间合金、Al-25Er中间合金、Al-25Cr中间合金，待所述纯镁锭和Al-30Zn中间合金、Al-25Cu中间合金、Al-25Er中间合金、Al-25Cr中间合金熔化后；最后在710-730℃下保温10-20min，再次搅拌打渣，静置降温至695-705℃后采用金属模铸造，制得铝合金铸锭；

步骤二：机加工：去除步骤一中铝合金铸锭表面的氧化皮，加工成指定尺寸；

步骤三：均匀化处理：将经步骤二处理后的铝合金铸锭进行均匀化处理；

步骤四：热挤压：将经步骤三处理后的铝合金铸锭进行热挤压；

步骤五：时效处理：将经步骤四处理后的铝合金型材，进行人工时效。