专利名称：一种Co-RE铝合金材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铝合金材料，特别涉及一种高强耐热铝合金材料。
背景技术：
随着国民经济和国防现代化建设的发展，铝合金作为轻质材料在各个领域中的应用范围越来越广，特别是在航空航天、船舰、石油化工、交通运输、电力、电子、建筑等领域，对铝合金材料具有高强耐热性能的需求越来越迫切。世界上铝合金主要有Al-Cu、Al-Si,Al-Mg等几个系列，其中Al-Cu系合金由于具有密度小、比强度高等特点，同时还具有良好的切削加工性能和耐热性能，主要用作承受较大载荷的结构件和耐热零件。以上几种系列的合金中，大部分的强度都低于400MPa，在250°C以上的高温条件下，瞬时强度一般都低于200Mpa，持久强度低于lOOMPa。 其中Al-Cu系中的几个牌号的铝合金强度大于400MPa，但该系合金的铸造性能差。已公开的文献“Sc在铝合金中的微合金化作用机理”中，描述了微量Sc在铝铜系合金中的作用，Sc具有固溶-沉淀强化、弥散强化及晶界强化作用，可抑制高强度铝铜合金的热裂倾向的作用，提高铝合金的耐腐蚀性能；但将钪加入热处理可强化的铝铜合金中，在临界成分下生成W相，对合金的综合性能有损害作用，且钪属于贵重金属，Al-Cu-Sc系铝合金制造成本闻。目前研制的几种2XXX系铝合金材料中，添加了多种微合金化元素及稀土元素，微合金化元素如Mn、Zr、Cd、Ti、Cr等，此种铝合金具有较高的抗拉强度和延伸率，但此类铝合金存在的缺陷为铝合金材料的热裂倾向大，铸造性能差。由此，研制出一种具有高强耐热、热裂倾向小、延伸率高、成本低等特点的铝合金材料具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种Co-RE铝合金材料，该铝合金材料具有强度高，耐热性好，热裂倾向小、延伸率高、成本低的特点。本发明的技术方案是Co-RE铝合金材料的成分及重量百分比如下Cu 4. 5-5. 8% ；Mn :0. 9-1. 4% ；Cd :0. 05-0. 1% ；Ti :0. 2-0. 3% ；B :0. 12-0. 14% ；
Zr 0. 05-0. 2% ；Co :0. 65-0. 75% ;稀土元素 RE :1. 2-3. 0% ;其余为 Al。进一步地,所述稀土元素RE包括La、Ce、Pr、Nd、Er和Y中的一种或一种以上的混合稀土元素。进一步地，所述铝合金材料的成分及其含量为Cu :6. 2-6. 5%；Mn :0. 6-0. 65%；Cd O. 15-0. 18% ；Ti 0. 42-0. 45% ；B :0. 16-0. 18% ；Zr :0. 3-0. 4% ；Co :0. 85-0. 9% ;稀土元素RE 3. 2-3. 8% ;其余为 Al。进一步地，所述铝合金材料的成分及其含量为Cu :6. 5-6. 9%；Mn :0. 65-0. 7%；Cd O. 18-0. O. 2% ；Ti 0. 45-0. 48% ；B :0. 18-0. 19% ；Zr :0. 35-0. 42% ；Co :0. 86-0. 88% ;稀土元素RE 4. 2-4. 5% ;其余为Al。进一步地，所述铝合金材料的成分及其含量为Cu :6. 4-6. 7%；Mn :0. 7-0. 75%；Cd O. 16-0. 19% ；Ti 0. 44-0. 46% ；B :0. 17-0. 19% ；Zr :0. 42-0. 45% ；Co :0. 9-0. 95% ;稀土元素 RE 3. 8-4. 2% ;其余为 Al。本发明提供的Co-RE铝合金材料，以Cu、Mn、稀土元素为主要的合金元素，以Cd、Ti、B、Zr、Co为多元微合金元素，具有以下优点I、高强耐热性本发明铝合金材料选用Cu的范围为I. 5-3. 5%，稀土元素的范围为O. 4-0.9%，稀土元素化学性质比较活泼，可以和许多元素形成金属间化合物，具有很高的热稳定性；Cu和稀土素成比例加入，以补偿形成稀土化合物而造成的基体溶质元素的贫乏，从而在不降低常温强度的条件下，改善合金的高温性能；同时添加一定比例的与稀土元素形成稳定的、难熔金属化合物的Mn、Zr、Co元素，进一步提高合金的再结晶温度、细化再 结晶晶粒的作用，使铝合金基体和晶界同时得到强化，Co具有阻碍晶粒错位，阻止晶粒滑移的作用，从而具有优良的高温和常温综合机械性能。2、减少热裂倾向合金中Cu含量大，形成富Cu相，富Cu相作为高熔点细晶弥散相以金属化合物形态弥散分布于晶界，在熔体结晶时有效抵消了晶粒内富Cu溶质因过饱和度急剧升高而形成的向晶界扩散的强烈倾向，从而减缓了结晶时的结构应力，减少了铝合金材料的热裂倾向，使铝合金铸造性能好。3、延伸率高合金材料中加入了 Cd、Ti、B、Zr、Co微合金元素，晶界上富Cu相与微合金元素的多种弥散相，都具有细化晶粒的作用；稀土元素集中分布在晶界面上，阻碍晶界移动，使形成临界尺寸晶核的形核功减少，结晶核数量增加，从而使晶粒细化，提高延伸率，加工性能良好。4、制造成本低本发明所述铝合金材料不添加贵重金属元素，铝合金的制造成本低。本发明所述的Co-RE高强耐热铝合金材料，室温条件下抗拉强度为510_545MPa，在250°C的高温条件下的强度大于300MPa，在300°C的条件下，高温抗拉强度大于200MPa ；延伸率为5-7%。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。合金材料的组分及含量(质量g)如下(总重量以IOOOg计)实施例I
权利要求
1.一种Co-RE铝合金材料，其特征是其成分及重量百分比如下 Cu 6. 2-6. 9 % ；Mn :0. 6-0. 75 % ；Cd :0. 15-0. 2 % ；Ti :0. 42-0. 48 % ；B :0. 16-0. 19 % ；Zr 0. 3-0. 45% ；Co :0. 85-0. 95% ;稀土元素 RE :3. 2-4. 5% ;其余为 Al。
2.根据权利要求I所述的Co-RE铝合金材料，其特征是，所述稀土元素RE包括La、Ce、Pr、Nd、Er和Y中的一种或一种以上的混合稀土元素。
3.根据权利要求I所述的Co-RE铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的成分及其含量为 Cu 6. 2-6. 5% ；Mn :0. 6-0. 65% ；Cd :0. 15-0. 18% ；Ti :0. 42-0. 45% ；B :0. 16-0. 18% ；Zr 0. 3-0. 4% ；Co :0. 85-0. 9% ;稀土元素 RE :3. 2-3. 8% ;其余为 Al。
4.根据权利要求I所述的Co-RE铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的成分及其含量为 Cu 6. 5-6. 9% ；Mn :0. 65-0. 7% ；Cd :0. 18-0. O. 2% ；Ti :0. 45-0. 48% ；B :0. 18-0. 19% ；Zr 0. 35-0. 42% ；Co :0. 86-0. 88% ;稀土元素 RE :4. 2-4. 5% ;其余为 Al。
5.根据权利要求I所述的Co-RE铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的成分及其含量为 Cu 6. 4-6. 7% ；Mn :0. 7-0. 75% ；Cd :0. 16-0. 19% ；Ti :0. 44-0. 46% ；B :0. 17-0. 19% ；Zr 0. 42-0. 45% ；Co :0. 9-0. 95% ;稀土元素 RE :3. 8-4. 2% ;其余为 Al。
全文摘要
本发明公开了一种Co-RE铝合金材料，其成分及重量百分比为Cu6.2-6.9％；Mn0.6-0.75％；Cd0.15-0.2％；Ti0.42-0.48％；B0.16-0.19％；Zr0.3-0.45％；Co0.85-0.95％；稀土元素RE3.2-4.5％；其余为Al。本发明所述Co-RE铝合金材料具有强度高，耐热性好，热裂倾向小、延伸率高、成本低的特点。
文档编号C22C21/12GK102828082SQ201110159399
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者李瑞师 申请人:湖南创元新材料有限公司