共晶硅镁碲系高强度铸造铝合金.pdf

本发明属于铸造铝合金材料。
    铸造铝硅类合金是铸造铝合金中使用范围最广，用量最大的一类铝合金。其中绝大部分是属于热处理强化铝合金，只有ZL102是在铸造状态或退火状态下使用的铝合金。这种铝合金的主要成分为Si：10%～13%，其余为Al。这是一种典型的二元铝硅类合金，它的优点是：流动性好;线收缩率小;无热裂倾向;凝固后不易产生缩松;经过变质处理后其抗拉强度σb可达20～23Kg/mm2，延伸率δ5可达2%～3%。这种铝合金的缺点是：在熔化过程中吸气倾向大，铸件易出现针孔，对要求耐压緻密铸件而言，常需要用压力下结晶的办法来降低铸件的针孔度;这种铝合金不能接受热处理强化，所以机械性能不高。为了保持并发扬其优点，克服其缺点，所以本发明在保留10%～13%硅的基础上，采用加入多种微量热处理强化元素的技术措施，并相应地进行固溶化和时效处理而研制出了本发明的高强度铸造铝合金，采用工业纯原材料熔制就可达到很高的综合机械性能指标。

    本发明的要点是在ZL102合金的基础上适当地控制铁和锰的含量，并相应地添加0.001%～0.200%的碲或添加0.001%～0.200%的碲和0.1%～0.2%的锑或添加0.001%～0.200%的碲和0.04%～0.08%的锶。本发明的铝合金可采用普通熔炼设备和工业纯原材料配制而成，其化学成分范围可控制在：

    ZLAlSi12MgTeTi：Si10%～13%，Mg0.2%～0.5%，Ti0.1%～0.2%，Te0.001%～0.200%，其余为Al;允许的杂质含量范围为：Cu在0.2%以下，Fe在0.2%以下（压铸时可允许达0.7%～1.0%），Zn在0.5%以下，Mn在0.1%以下，其它杂质元素每种控制在0.05%以下且总量在0.15%以下。

    ZLAlSi12MgTeSbTi：Si10%～13%，Mg0.2%～0.5%，Ti0.1%～0.2%，Te0.001%～0.200%，Sb0.1%～0.2%，其余为Al;允许的杂质含量范围为Cu0.2%以下，Fe在0.2%以下，Mn在0.1%以下，Zn在0.5%以下，其它杂质元素每种控制在0.05%以下，且总量在0.15%以下。

    ZLAlSi12MgTeSrTi：Si10%～13%，Mg0.2%～0.5%，Ti0.1%～0.2%，Te0.001%～0.200%，Sr0.04%～0.08%，其余为Al;允许的杂质含量范围为：Fe在0.2%以下，Cu在0.2%以下，Zn在0.5%以下，Mn在0.1%以下，其它杂质元素，每种控制在0.05%以下且总量在0.15%以下。

    本发明的铸造铝合金铸造后经热处理，其机械性能大幅度提高。将本发明合金液用砂型或金属型浇注成标准地机械性能试棒，不经机械加工，经相应热处理后，进行抗拉试验，所获得的机械性能指标与我国国家标准牌号ZL102相比，在延伸率相当的条件下，抗拉强度提高50%左右。并达到了国外用高纯度原材料熔制的同类牌号合金的性能指标。

    本发明的铝合金还具有以下特点：铸造性能比ZL102合金还好，流动性提高;熔化和铸造工艺简便;切削加工性能好，切削后的表面光洁度比ZL102合金高2;本发明铝合金液在熔炼温度下保温8小时或经三次重熔后其性能不变;熔化时吸气倾向小，针孔度比ZL102合金一般低2级。

    本发明可适用于砂型铸造，金属型铸造或低压铸造以及压力铸造等。可用来制造形状复杂，要求承受高负荷的铸件，亦可用来制造簿壁且承受高负荷的铸件，还可铸造耐压緻密铸件和合金铸锭。