[发明专利]一种低氢含量高强度铸造铝合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低氢含量高强度铸造铝合金及其制备方法，属于金属合金技术领域。一种低氢含量高强度铸造铝合金，铝合金的化学成分按照质量百分比计为：Si：7.0～7.3％，Cu：0.38～0.48％，Ce+La：0.2～0.3％，Sr：0.05～0.2％，Mg：0.45～0.55％，Sb：0.1～0.2％，Ti：0.05～0.1％，Fe：0.2％，余量为Al和不可避免的杂质，总杂质≤0.3％，单个杂质≤0.08％。本发明通过优化铝合金成分组成以及分阶段熔炼合金，所得铝合金含气量低的同时，具有较高强度，与常规方法制备的铝合金相比，在进行真空电子束焊接时，焊缝部位强度降幅小、没有焊缝气孔或气孔较小。

技术领域

本发明涉及金属合金技术领域，尤其涉及一种低氢含量高强度铸造铝合金及其制备方法。

背景技术

铸造铝合金属于轻量化装备领域常用的合金材料，主要通过铸造工艺制造壳体、骨架、箱体和舱体类零件，具有成形性能优良、复杂结构适应性强、焊接性能好以及综合力学性能匹配度佳的特点，广泛应用于海、陆、空、天、火、电等领域的重要承力关键构件制造。

现有铸造铝合金广泛采用复合氯盐除渣除气法、氩气喷吹法、真空法和陶瓷过滤法等多种方法的联合运用，进行渣气去除处理。目前国内外成熟的技术手段，均能较好的将铸造铝合金中的含气量降低到一定水平，使得铸件能够通过热处理进行强化，并且使得铝合金铸件的内部质量达到HB963、GB9438等铝合金铸件的最优等级。但是随着铝合金铸件在海陆空天电等领域的深入应用，复杂结构铝合金铸件的连接技术除了常规的铆接、螺栓连接、电阻点焊、氩弧焊接等工艺，逐步升级采用了变形更小、焊接性能损失低和自动化程度更好的真空电子束焊接。目前现有铝合金通过真空电子束进行焊接成形时，焊缝部位的强度损失率在20％左右，并且焊缝处会出现直径在0.2～0.5mm的析出性气孔，焊接质量难以满足未来重要装备发展需求，因此，亟需一种铸造铝合金制备方法，能够具有良好的吸氢效果，制备出的铸造铝合金含气量低，进行真空电子束焊接时，可以避免出现焊接部位强度降幅过大，焊缝气孔过大的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种低氢含量高强度铸造铝合金的制备方法，用以解决现有铝合金铸件进行真空电子束焊接时，焊缝部位强度降幅较大、焊缝气孔过大的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种低氢含量高强度铸造铝合金，铝合金的化学成分按照质量百分比计为：Si：7.0～7.3％，Cu：0.38～0.48％，Ce+La：0.2～0.3％，Sr：0.05～0.2％，Mg：0.45～0.55％，Sb：0.1～0.2％，Ti：0.05～0.1％，Fe：0.2％，余量为Al和不可避免的杂质，总杂质≤0.3％，单个杂质≤0.08％。

另一方面，本发明还提供了一种低氢含量高强度铸造铝合金的制备方法，用于制备上述低氢含量高强度铸造铝合金，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1：根据各元素质量百分比称重选取纯Al锭、Al-Cu50中间合金、Al-Ti10中间合金、Al-Si20中间合金、Al-Sb5中间合金、Al-Mg10中间合金Al-Sr10中间合金、Al-(Ce+La)10中间合金作为原材料；

步骤2：将纯Al锭、Al-Cu50中间合金、Al-Ti10中间合金、Al-Si20中间合金进行熔炼，得到第一熔炼液，转液；

步骤3：将Al-Sb5中间合金、Al-Mg10中间合金、Al-Sr10中间合金、Al-(Ce+La)10中间合金进行熔炼，得到第二熔炼液；

步骤4：将第一熔炼液和第二熔炼液混合进行精炼、保温、冷却、浇筑，得到铝合金熔炼液，浇注成铸件，铸件依次进行固溶处理和时效处理，得到铝合金。