[发明专利]铸造铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金及其制备方法

摘要

一种铸造铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金，由以下质量百分比的组元构成Ta 0.02‑0.51%，Mg 1.5‑3%，Cu 1.5‑2.5%，Zn 6‑10%，富铈混合稀土0.0004‑0.0102%，其余为Al；同时，本发明提供了其制备方法，本发明制备的合金，钽元素以原子方式与镁、铜元素共同固溶于铝晶粒中产生固溶强化作用，还形成TaAl3‑xZnx粒子弥散分布于铝基体中产生弥散强化作用，这种粒子对铝晶粒有很强的形核能力，使铝晶粒得到细化，产生细晶强化效应。以上晶粒细化作用还使锌、镁、铜元素及其化合物分布更均匀，减少微观成分偏析，进一步提高了合金强度。

主权项

一种铸造铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金，其特征在于，由以下质量百分含量的组元组成：Ta 0.02‑0.51%，Mg 1.5‑3%，Cu 1.5‑2.5%，Zn 6‑10%，富铈混合稀土0.0004‑0.0102%，其余为Al；所述的富铈混合稀土的成分及质量百分含量如下：Ce 60％、La 25％、Pr4％、Nd 10％，其余为杂质；所述的铸造铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金由以下步骤制备而成：1）根据铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金各组元的质量百分含量质量称取以下原料：纯铝，Al‑50wt.%Zn中间合金，Al‑50wt.%Cu中间合金，Al‑40wt.%Mg中间合金，Al‑15wt.%Ta 中间合金；2）将纯铝、Al‑50wt.%Zn中间合金、Al‑50wt.%Cu中间合金放入坩埚内熔化，合金熔体温度调节至690‑740℃后加入Al‑40wt.%Mg合金，搅拌熔体使合金成分均匀，再加入精炼剂进行精炼；在以上过程的同时，将Al‑15wt.%Ta 中间合金于100‑200℃预热60‑200分钟，备用；3）将预热后的Al‑15wt.%Ta 中间合金加入上述精炼后的铝熔体中，保温8‑25分钟后搅拌，再浇入模具中，冷却后得到铸态铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金；4）将以上铸态铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金按以下步骤进行热处理：将铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金在电炉内于450‑480℃保温4‑6小时后取出并立刻放入水中进行淬火；将淬火后的合金再放入电炉内于140‑180℃保温15‑25小时，然后取出置于空气中自然冷却，得到热处理态铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金；所述的Al‑Ta 中间合金的成分为：Ta 15wt.%，富铈混合稀土0.3wt.%，其余为Al；Ta元素以TaAl3化合物粒子的方式镶嵌于铝基体中；TaAl3化合物粒子为多面体或球状，粒子尺寸小于3微米。