铸造铝-锌-镁-铜-钽合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种含有化元素的铸造侣-锋-儀-铜-粗合金及其制备方法，属于 金属合金材料技术领域。
[000引【背景技术】 7XXX系M-化-Mg-化合金作为一类高强侣合金在航空航天、车辆、机械等领域应 用较广。然而为获得理想的组织结构和高的力学性能，运类合金需要进行挤压、锻造等塑性 变形过程(故称为变形侣合金)，需要复杂的生产装奋和生产工序及较长的生产周期，故生 产成本极高。而铸造合金具有生产工艺简单、性能和组织各向同性、易于生产形状复杂的产 品等优点，但是强度等力学性能相对变形侣合金要低得多。因此，提高铸造侣-锋-儀-铜 合金的性能具有重要的实际应用价值。
【发明内容】
[0003] 针对W上技术问题，本发明提供了一种用微量粗元素和富姉混合稀±进行合金化 而得到的铸造侣-锋-儀-铜-粗合金(因富姉稀±元素含量极少，在此不在体现)，粗元素 的加入使该铸造合金性能得到大大提高，本发明还提供了该合金的制备方法。
[0004] 一种铸造侣-锋-儀-铜-粗合金，由W下质量百分比的组元构成：Ta 0. 02-0. 51%，Mg1. 5-3%，Cu1. 5-2. 5%，化 6-10%，富姉混合稀± 0. 0004-0. 0102%，其余为 Alo
[0005] 所述的富姉混合稀±的成分及质量百分含量如下：Ce60%，La25%、Pr4%、Nd 10%，其余为杂质。 本发明提供的铸造侣-锋-儀-铜-粗合金的制备方法，由W下步骤制备而成： (1 )据所欲制备侣-锋-儀-铜-粗合金的化学成分和质量称取相应质量的W下 原料：纯侣（纯度9 9 . 7Wt. %或W上)，Al-SOwt. %Zn中间合金，Al-SOwt. %Cu中间合金， Al-40wt. %Mg中间合金，A^15wt. %Ta中间合金； (2 )将纯侣、Al-SOwt.%Zn中间合金、Al-SOwt. %Cu中间合金放入相蜗内烙化，合金烙 体溫度调节至690-740°C后加入Al-40wt.%Mg合金，揽拌烙体使合金成分均匀，再加入精炼 剂进行精炼；在W上过程的同时，将Al-Ta中间合金于100-200°C预热60-200分钟，备用； 所述精炼剂购自徐州华中侣业有限公司，型号为监-WYJ; (3 )将预热后的Al-Ta中间合金加入上述精炼后的侣烙体中，保溫8-25分钟后揽拌， 再诱入模具中，冷却后得到铸态侣-锋-儀-铜-粗合金。
[0006] (4)将W上铸态侣-锋-儀-铜-粗合金按W下步骤进行热处理：将 侣-锋-儀-铜-粗合金在电炉内于450-480°C保溫4-6小时后取出并立刻放入水中进行 泽火；将泽火后的合金再放入电炉内于140-180°C保溫15-25小时，然后取出置于空气中自 然冷却，得到热处理态侣-锋-儀-铜-粗合金。
[0007] 所述的Al-Ta中间合金的成分为：Ta15wt. %，富姉混合稀± 0. 3wt. %，其余为A1。 化元素主要WTaAls化合物粒子的方式镶嵌于侣基体中；TaAl3化合物粒子为多面体或球 状，粒子尺寸小于3微米。
[0008] 所述Al-ISwt. %Ta中间合金按W下方法制备得到： (1) 按0. 8875: 0. 003:0. 32535的质量比称取原料纯侣、富姉混合稀±和KzTaFy; (2) 将纯侣在烙化炉内烙化至690-74(TC范围，加入富姉混合稀±并待其烙化后揽拌 烙体使成分均匀； (3) 将KzTaF,分5批加入上述侣烙体中进行反应，每批反应5-15分钟后再加入下一 批，反应过程中用碳棒W100转/分钟的转速揽拌烙体； (4) K2TaF,全部加入并反应后，将合金烙体上层不同于金属烙体的液体倒出，再将剩余 侣合金烙体倒入冷却模具中，冷却后即得A1-15Wt化中间合金。
[0009]W上所述Al-SOwt. %Zn中间合金，Al-SOwt. %Cu中间合金，Al-40wt. %Mg中间合金 可在市场购得。
[0010] 本发明提供的铸造侣-锋-儀-铜-粗合金无论是铸态还是热处理态，粗元素都 能明显提高合金的强度性能。可根据实际使用中的强度等性能要求，选择铸态或热处理态 的合金。
[0011] 本发明提供的合金中，粗元素W原子方式与儀、铜元素共同固溶于侣晶粒中产生 固溶强化作用，还形成TaAlsyZn、粒子弥散分布于侣基体中产生弥散强化作用，运种粒子对 侣晶粒有很强的形核能力，使侣晶粒得到细化，产生细晶强化效应。W上晶粒细化作用还使 锋、儀、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。粗元素 W含有富姉稀±元素的Al-Ta中间合金的方式加入，稀±元素具有表面活性，使TaAls,Zn, 粒子易于分散均匀，且提高形核能力。
【具体实施方式】
[0012] 下面通过具体实施例对本发明做进一步的阐述，需要说明的是，下述实施例仅是 为了解释本发明，并不对
【发明内容】
进行限定。
[0013] 用本发明的制备方法制备了不含有粗元素的侣-锋-儀-铜合金，W与实施例进 行对比，考察粗元素的强化效果。
[0014] 对比例和实施例中制备的合金性能列于表1中。可W看出，本发明中含有粗元素 的合金比不含粗元素的合金辆者在相同热处理状态下）均具有更高的抗拉强度，表明粗元 素的加入起到了强化作用。
[001引对比例： 侣-锋-儀-铜-粗合金成分：Ta0%，Mg2. 4%，化2. 2%，化8%，其余为Al及不可 避免的杂质元素。
[0016] 上述侣-锋-儀-铜-粗合金的制备过程为： (1 )据所欲制备侣-锋-儀-铜-粗合金的化学成分和质量称取相应质量的W下 原料：纯侣（纯度9 9 . 7Wt. %或W上)，Al-SOwt. %Zn中间合金，Al-SOwt. %Cu中间合金， Al-40wt. %Mg中间合金； (2 )将纯侣、Al-SOwt. %Zn中间合金、Al-SOwt. %Cu中间合金放入相蜗内烙化，合金烙 体溫度调节至710°C后加入Al-40wt. %Mg合金，揽拌烙体使合金成分均匀，再加入精炼剂进 行精炼； (3 )将W上铸态侣-锋-儀-铜合金按W下步骤进行热处理：将侣-锋-儀-铜-粗合 金在电炉内于475°C保溫4小时后取出并立刻放入水中进行泽火。将泽火后的合金再放入 电炉内于180°C保溫15小时，然后取出置于空气中自然冷却，得到热处理态侣-锋-儀-铜 合金。
[0017] 实施例1 侣-锋-儀-铜-粗合金成分：Ta0. 045%，Mg2. 4%，Cu2. 2%，化8%，富姉混合稀± 0. 0009%，其余为Al及不可避免的杂质元素。
[0018] 上述侣-锋-儀-铜-粗合金的制备过程为： (1 )据所欲制备侣-锋-儀-铜-粗合金的化学成分和质量称取相应质量的W下 原料：纯侣（纯度9 9 . 7Wt. %或W上)，Al-SOwt. %Zn中间合金，Al-SOwt. %Cu中间合金， Al-40wt.%Mg中间合金，A^15wt.%Ta(含有0. 3%富姉混合稀±)中间合金； (2 )将纯侣、Al-SOwt. %Zn中间合金、Al-SOwt. %Cu中间合金放入相蜗内烙化，合金烙 体溫度调节至710°C后加入Al-40wt. %Mg合金，揽拌烙体使合金成分均匀，再加入精炼剂进 行精炼；在W上过程的同时，将Al-ISwt.%Ta(含有0. 3%富姉混合稀±)中间合金于150°C 预热120分钟，奋用； (3 )将预热后的Al-ISwt. %Ta中间合金加入上述精炼后的侣烙体中，保溫10分钟后 揽拌，再诱入模具中，冷却后得到铸态侣-锋-儀-铜-粗合金。
[0019] ( 4 )将W上铸态侣-锋-儀-铜-粗合金按W下步骤进行热处理：将 侣-锋-儀-铜-粗合金在电炉内于475°C保溫4小时后取出并立刻放入水中进行泽火。 将泽火后的合金再放入电炉内于180°C保溫15小时，然后取出置于空气中自然冷却，得到 热处理态侣-锋-儀-铜-粗合金。
[0020] 实施例2 侣-锋-儀-铜-粗合金成分：Ta0. 09%，Mg2. 9%，Cu1. 7%，化10%，富姉混合稀± 0. 0018%，其余为Al及不可避免的杂质元素。
[0021] 上述侣-锋-儀-铜-粗合金的制备过程为： (1)据所欲制备侣-锋-儀-铜-粗合金的化学成分和质量称取相应质量的W下 原料：纯侣（纯度9 9 . 7Wt. %或W上)，Al-SOwt. %Zn中间合金，Al-SOwt. %Cu中间合金， Al-40wt. %Mg中间合金，A^15wt.%Ta(含有0. 3%富姉混合稀±)中间合金； (2 )将纯侣、Al-SOwt. %Zn中间合金、Al-SOwt. %Cu中间合金放入相蜗内