[发明专利]一种高强抗疲劳原位纳米强化铝合金及其压铸方法

摘要

本发明涉及铝基复合材料，特指一种高强抗疲劳原位纳米强化铝合金及其压铸方法。通过原位纳米强化和合金成分调控，并结合优化的非线性高压压铸工艺获得压铸件。借助原位纳米ZrB₂增强体和纳米Al₃Er析出相的尺度效应、界面效应、异质形核效应，显著提高合金的强度、抗疲劳性能和阻尼性能；与此同时，提高了Mg、Zn和Fe元素含量，并引入Mn和Ni元素，在提高强化相含量、获得高强度的同时，使Al‑Fe等有害的粗大析出相有效细化和圆顿化，并保障合金良好的压铸性能；从而，采用本发明合金及其压铸方法所生产的构件表现出高强塑性、高抗疲劳性、高阻尼性能以及良好的压铸性能的特点。

主权项

1.一种高强抗疲劳原位纳米强化铝合金，其特征在于：通过合金成分调控和原位纳米强化，并结合优化的非线性高压压铸获得晶内和晶界包含大量且分散均匀的纳米ZrB₂陶瓷增强体，晶内包含纳米Al₃Er析出相，以及包括共晶Si相，Mg2Si相，Al2Cu相和含Fe相在内的合金析出相细小、圆顿的压铸件；其具体化学成分的元素质量百分比为：Si 8.0～11.0，Cu 2.0～3.5，Zr 3.0‑5.0，B 0.5‑1.0，Zn 1.5～2.5，Mg 0.5～1.0，Fe 1.0～1.5，Mn 0.5～1.0，Ni 0.5～1.0，Er 0.1‑0.15，余量为Al；借助纳米增强体和纳米析出相的弥散强化、界面阻尼效应以及低固溶度的Er元素在合金熔体产生的Al₃Er相晶粒细化作用，显著提高合金构件的强塑性、抗疲劳和阻尼性能；与此同时，Mg、Zn和Fe元素含量的提高，以及Mn和Ni元素引入，在保障良好压铸性能、提高合金强化相含量的同时，使Al‑Fe等合金强化相有效细化和圆顿化；从而，协同提高强塑性、抗疲劳性和阻尼性能。