一种含铁Al-30Si铝合金及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含铁Al-30Si铝合金及其制备工艺。该高硅铝合金是在大气环境下将温度为750℃的铝合金熔体浇入温度为200℃的金属模中而成。Al-30Si母合金的制备是采用井式电阻炉在石墨坩埚中熔炼工业纯铝（纯度>99.8Wt%）和结晶硅（纯度>99.5Wt%），在900℃下保温4小时，750℃采用六氯乙烷对合金液进行精炼除气并保温30分钟；铁元素采用加入Al-10Fe合金在780℃下保温30分钟进行合金化。该高硅铝合金由初生硅、共晶硅、α-Al和Al-Fe等相组成，其化学成分为30.0Wt%Si、0.2-1.4Wt%Fe，其它为Al，其抗拉强度为180.4-222.2MPa、硬度为38.6-52.8HBW、电阻率为0.12-0.23Ωm。
【专利说明】—种含铁A1-30Si铝合金及其制备工艺
【技术领域】
[0001][0001]本发明涉及一种含铁Al-30Si铝合金及其制备工艺。
【背景技术】
[0002][0002]高硅Al-Si合金由于其比强度和硬度高、密度小、耐蚀和耐磨性能强、高温性能好、线膨胀系数小、导热能力强、成本低，是发动机活塞、精密耐磨零件和电子封装件的理想材料。然而高硅铝合金由于初生硅粗大而表现出脆性，其应用受到限制。铁元素加入高硅铝合金中，一方面可改善初生硅和共晶硅的形貌、大小和分布，能够改善高硅铝合金的性能，另一方面由于Fe与Al形成Al-Fe高温相,可进一步提高高娃招合金的高温性能。因此，制备含铁高硅铝合金具有重要的意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种含铁Al_30Si铝合金及其制备工艺。
[0004]本发明的目的是通过下述技术方案实现的:一种含铁Al_30Si铝合金，其特征在于，包括如下步骤:将工业纯铝(纯度>99.8fft%)和结晶硅(纯度>99.5fft%)放入石墨坩埚中，用井式电阻炉以10°C /min的加热速率升温到450°C，然后以5°C /min的加热速率升温到900°C保温4小时并搅拌5分钟，再以5°C /min的速率降温到750°C采用压入法加入
0.5fft%的六氯乙烷对合金液进行精炼除气保温30分钟；再以5°C /min的升温速率升温到780°C扒渣加入Al-1OFe合金并搅拌5分钟保温30分钟进行合金化；然后以5°C /min的速率升温到750°C保温15分钟并扒渣，将合金液浇入温度为200°C的金属模中制备出直径为20mm、长度为200mm的合金棒。
[0005]本发明制成的产品分别用X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)检测相的种类，用扫描电子显微镜(SEM)观察组织形貌、大小和分布，用万能电子试验机测量抗拉强度和屈服强度，用数显布氏硬度计测量硬度，用四电极法测量电阻率。
[0006]本发明含铁高硅铝合金的化学成分为30.0Wt%S1、0.2-1.4Wt%Fe、其它为Al，其抗拉强度为 180.4-222.2MPa、硬度为 38.6-52.8HBW、电阻率为 0.12-0.23Ωπι。
【具体实施方式】
[0007]下面根据具体实施例对本发明作进一步说明:
实施例1
用天平称取结晶硅450g、工业纯铝1050g和Al-1OFe合金30g，将工业纯铝和结晶硅放入石墨坩埚中，将石墨坩埚放入井式电阻炉中，以10°C /min的加热速率升温到450°C，然后以5°C /min的加热速率升温到900°C保温4小时并搅拌5分钟，再以5°C /min的速率降温至|J750°C采用压入法加入7.5g六氯乙烷对合金液进行精炼除气保温30分钟；再以5°C/min的速率升温到780°C扒渣加入30gAl-10Fe合金并搅拌5分钟保温30分钟进行合金化；然后以5°C /min的速率升温到750°C保温15分钟并扒渣，将合金液浇入温度为200°C的金属模中制备出直径为20mm、长度为200mm的合金棒。其抗拉强度为183.6MPa、硬度为42.5HBW、电阻率为0.12 Ωπ?ο
[0008]实施例2
用天平称取结晶硅450g、工业纯铝1050g和Al-1OFe合金150g，将工业纯铝和结晶硅放入石墨坩埚中，将石墨坩埚放入井式电阻炉中，以10°C /min的加热速率升温到450°C，然后以5°C /min的加热速率升温到900°C保温4小时并搅拌5分钟，再以5°C /min的速率降温到750°C采用压入法加入7.5g六氯乙烷对合金液进行精炼除气保温30分钟；再以5°C /min的速率升温到780°C扒渣加入150gAl_10Fe合金并搅拌5分钟保温30分钟进行合金化；然后以5°C /min的速率升温到750°C保温15分钟并扒渣，将合金液浇入温度为200°C的金属模中制备出直径为20mm、长度为200mm的合金棒。其抗拉强度为180.4MPa、硬度为52.8HBW、电阻率为 0.20 Ω m。
[0009]实施例3
用天平称取结晶硅450g、工业纯铝1050g和Al-1OFe合金210g，将工业纯铝和结晶硅放入石墨坩埚中，将石墨坩埚放入井式电阻炉中，以10°C /min的加热速率升温到450°C，然后以5°C /min的加热速率升温到900°C保温4小时并搅拌5分钟，再以5°C /min的速率降温到750°C采用压入法加入7.5g六氯乙烷对合金液进行精炼除气保温30分钟；再以5°C /min的速率升温到780°C扒渣加入2IOgAl-1OFe合金并搅拌5分钟并保温30分钟进行合金化；然后以5°C /min的速率升温到750°C保温15分钟并扒渣，将合金液浇入温度为200°C的金属模中制备出直径为20mm、长度为200mm的合金棒。其抗拉强度为222.2MPa、硬度为38.6HBW、电阻率为 0.23 Ω m。`
【权利要求】
1.一种含铁Al-30Si铝合金，其特征在于:所述高硅铝合金的化学成分为30.0Wt%S1、.0.2-1.4Wt%Fe、其它为 Al。
2.权利要求1所述含铁Al-30Si铝合金的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤:将工业纯铝(纯度>99.8Wt%)和结晶硅(纯度>99.5Wt%)放入石墨坩埚中，用井式电阻炉以10°C /min的加热速率升温到450°C，然后以5°C /min的加热速率升温到900°C保温4小时并搅拌5分钟，再以5°C /min的速率降温到750°C采用压入法加入0.5fft%的六氯乙烷对合金液进行精炼除气保温30分钟；再以5°C /min的速率升温到780°C扒渣加入Al-1OFe合金并搅拌5分钟保温30分钟进行合金化；然后以5°C /min的速率降温到750°C保温15分钟并扒渣，将合金液浇入温度为200°C的金属模中制备出直径为20mm、长度为200mm的合金棒。
3.权利要求1所述含铁Al-30Si铝合金的抗拉强度为180.4-222.2MPa、硬度为.38.6-52.8HBW、电阻率为 0.12-0.23 Ω m。
【文档编号】C22C1/02GK103451488SQ201310065624
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年3月1日 优先权日:2013年3月1日
【发明者】蔡安辉, 安伟科, 周果君, 罗云, 李小松, 李铁林 申请人:湖南理工学院