專利名稱：：一種鋁銅鉺合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種含有稀土系元素鉺的，耐腐蝕和鑄造性好的鋁銅鉺合金。
背景技術(shù)：
：鋁是銀白色、柔軟的輕金屬，導電、導熱性好，強度比較高，在地殼中蘊藏豐富，僅次于硅而居第二位。鋁是工業(yè)中用量僅次于鋼鐵的第三大金屬材料，其用途之廣，遍及人類生活的各個角落。鋁之所以能勝任人類賦予的各種角色，完成各種功能，全賴于鋁及其合金的有效強化。Al-cu系合金由于其組元Cu的固溶強化作用而具有最大強韌化潛力，成為追求高強韌鋁合金的重要基礎(chǔ)合金，A1-cu系合金的切削性能優(yōu)良，熱處理材料的力學性能高，特別是有較大的伸長率。但高溫強度低，容易發(fā)生高溫斷裂及鑄造裂紋。耐腐蝕性比A1-Si和A1-Mg系合金稍差，此系合金的凝固溫度范圍廣，容易產(chǎn)生細的縮孔，屬于比較鑄造比較困難的合金。A卜Si-Cu合金則是在A卜cu系合金添加了硅，雖然提高了合金的鑄造性，但一般耐蝕性稍差，一直制約著其大規(guī)模的應用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要目的是解決上述問題，提供一種A1-cu-Er合金，該合金，不但具有銅鋁合金的優(yōu)勢，而且耐腐蝕，鑄造性好，價格便宜。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種Al-Cu-Er合金，該合金中各元素所占的質(zhì)量百分比分別是，Cu占3.55-4.43%,Zn占0.22~0.28%，Mg占0.94~1.70%，Er占0.1~0.19%，其余為Al和不可避免雜質(zhì)；該合金制備過程中往鋁中添加的Cu和Zn為Cu-Zn中間合金，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量3.77-4.71%;合金制備過粒中往鋁中添加的Mg和Er為Mg-Er中間合金，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量1.04-1.89%的；Mg-Er中間合金為熔鹽共析出電解制備。本發(fā)明的工作原理及有益效果文獻表明，稀土在有色金屬及合金中起凈化和調(diào)質(zhì)劑的作用；如有效去除Al中的02和S，大大降低鋁中的氣孔率，提高鋁的耐熱性能、可塑性和鍛壓性，稀土元素在鋁合金中的應用主要有Sc、La、Ce、Y和混合稀土金屬，國外的研究限于含Sc鋁合金的研究，國內(nèi)的研究早期有，稀土在鑄造A1-Si合金中的變質(zhì)作用研究，稀土在電工鋁合金中的細化晶粒研究，稀土在建筑鋁型材中的應用等。本發(fā)明的Al-cu-Er合金，稀土Er對純Al有較顯著的強化效杲，Er的強化效果主要來自于其對鋁合金的晶粒細化作用及在晶內(nèi)形成均勻分布的細小AhEr相，屬Pm3m空間群(簡立方)，因此稀土Er的添加能很好的提高A1-Cu系合金的耐蝕性能和鑄造性能，其作用機理是由于細化晶粒和在晶體內(nèi)形成分布均勻的細AhEr相，使合金的鑄造性能提高，同時含Er的MgnAln相和Mg、Al、Cu、Zn、Er組成的復雜金屬間化合物，可使合金的耐腐蝕性能大幅提高；另外，本發(fā)明通過添加中間合金的方法，使合金的制備更加簡單，同時，Er的價格比較便宜，大幅降低成本；其中熔鹽共析出電解的Mg-Er中間合金可以使Er在合金配比添加時燒損少，添加量更加準確，效果更好。具體實施例方式實例1:一種Al-Cu-Er合金，該合金中各元素所占的質(zhì)量百分比分別是，Cu占4.43%，Zn占0.28%，Mg占1.70%，Er占0.19%，其余為Al和不可避免雜質(zhì)；該合金制備過程中往鋁中添加的Cu和Zn為Cu-Zn中間合金，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量4.71%;合金制備過程中往鋁中添加的Mg和Er為Mg-Er中間合金，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量1.89%的。該合金制備采用常規(guī)鑄錠冶金法制備Al-Cu-Er合金，首先以純Cu和純Zn為原料，采用對摻法(混熔法)在真空感應電爐中進行熔煉、鑄造，制備Cu-Zn中間合金，再以Mg-Er中間合金為原料，再采用占合金總質(zhì)量4.71%的Cu-Zn中間合金、1.89%的Mg-Er中間合金，其余為純A1鋁錠，用Csd6除氣精煉，在增鍋電阻爐內(nèi)熔煉成成分為Al-4.33%Cu-1.70%Mg-0.28%Zn-0.19%Er的合金鑄錠。鑄錠取樣后，經(jīng)480°C24小時均勻化退火后切頭銑面，透熱(475°C1小時)并熱軋(73%的總壓下量)，冷卻到室溫后經(jīng)中間退火(475°C1小時)并冷軋(75%的總壓下量)制得2mm厚板材。經(jīng)過處理，測定其各種性能，列入表l、2。實例2:大部分與實施例1相同，不同之處在于一種Al-Cu-Er合金，該合金中各元素所占的質(zhì)量百分比分別是，Cu占3.55%,Zn占0.22%,Mg占0.94%，Er占0.1%，其余為Al和不可避免雜質(zhì)；該合金制備過程中往鋁中添加的Cu和Zn為Cu-Zn中間合金，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量3.77%;合金制備過程中往鋁中添加的Mg和Er為Mg-Er中間合金，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量1.04的；Mg-Er中間合金為熔鹽共析出電解制備。采用常規(guī)鑄錠冶金法制備煉成成分為A1-3.55%Cu一O.94°/。Mg-0.22%Zn-0.l%Er的合金鑄錠。實例3:大部分與實施例2相同，不同之處在于一種Al-Cu-Er合金，該合金中各元素所占的質(zhì)量百分比分別是，Cu占4%,Zn占0.24%，Mg占1.36%,Er占0.14%，其余為Al和不可避免雜質(zhì)；該合金制備過程中往鋁中添加的Cu和為Cu-Zn中間合金，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量4.24%;合金制備過程中往鋁中添加的Mg和Er為Mg-Er中間合金，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量1.5%的；煉成成分為Al-4%Cu-1.36%Mg-0.24%Zn-0.14%Er的合金鑄錠。表lAl-Cu-Er合金的應力腐蝕門檻^-^^/腐蝕門檻值樣品as(MPa)實施例1o.i9as實施例20.22(JS實施例30.20CTS<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>綜上所述，本發(fā)明的Al-cu-Er合金，稀土Er對純Al有較顯著的強化效果，Er的強化效果主要來自于其對鋁合金的晶粒細化作用及在晶內(nèi)形成均勻分布的細小Al3Er相，屬Pm3m空間群(簡立方)，因此稀土Er的添加能很好的提高Al-Cu系合金的耐蝕性能和鑄造性能，其作用機理是由于細化晶粒和在晶體內(nèi)形成分布均勻的細AhEr相，使合金的鑄造性能提高，同時含Er的MgnAln相和Mg、Al、Cu、Zn、Er組成的復雜金屬間化合物，可使合金的耐腐蝕性能大幅提高；另外，本發(fā)明通過添加中間合金的方法，使合金的制備更加簡單，同時，Er的價格比較便宜，大幅降低成本；其中熔鹽共析出電解的Mg-Er中間合金可以使Er在合金配比添加時燒損少，添加量更加準確，效果更好。雖然本發(fā)明利用上述實施例進行了詳細地闡述，但并不是限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，應當可作各種的更動與修改，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應視為本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求1、一種Al-Cu-Er合金，其特征在于該合金中各元素所占的質(zhì)量百分比分別是，Cu占3.55～4.43％，Zn占0.22～0.28％，Mg占0.94～1.70％，Er占0.1～0.19％，其余為Al和不可避免雜質(zhì)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的A1-Cu-Er合金，其特征在于所述合金含有的Cu和Zn是在制備過程中以Cu-Zn中間合金添加的，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量3.77-4.71%;所述合金含有的Mg和Er是在制備過程中以Mg-Er中間合金添加的，占最終產(chǎn)物總質(zhì)量1.04-1.89%的。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的Al-Cu-Er合金，其特征在于所述Mg-Er中間合金為熔鹽共析出電解制備。全文摘要本發(fā)明公開了一種Al-Cu-Er合金，該合金中各元素所占的質(zhì)量百分比分別是，Cu占3.55～4.43％，Zn占0.22～0.28％，Mg占0.94～1.70％，Er占0.1～0.19％，其余為Al和不可避免雜質(zhì)；其中，合金含有的Cu和Zn，Mg和Er，是在制備過程中以Cu-Zn、Mg-Er中間合金；該合金，不但具有銅鋁合金的優(yōu)勢，而且耐腐蝕，鑄造性好，價格便宜；可廣泛應用于航天、航空、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。文檔編號C22C21/12GK101555562SQ200810103570公開日2009年10月14日申請日期2008年4月8日優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日發(fā)明者曹琴琴申請人:北京漢潮大成科技孵化器有限公司