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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106282700A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610827744.X(22)申请日2016.09.18(71)申请人桂林理工大学地址541004广西壮族自治区桂林市七星区建干路12号(72)发明人刘崇宇张兵(51)Int.Cl.C22C21/10(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种无需热处理的高强铸造铝合金及其制备方法(57)摘要本发明公开一种无需热处理的高强铸造铝合金及其制备方法。将100g工业纯铝块和100gAl-0.2Sc中间合金在电阻炉中进行熔炼,熔炼温度为750℃,坩埚为石墨坩埚,无需气氛保护及真空环境,待铝和铝-钪中间合金完全融化后,将50-200g工业纯锌丝沉入熔池,降低炉内温度至700-730℃,保温20分钟后,进行浇注,铸型为石墨铸型,制备出锌重量比为30-49.5%、Sc重量比为0.25-0.5%的Al-Zn-Sc合金。本发明的铝合金硬度大幅提高,显微硬度高达120Hv,为A356铸造铝合金中α铝基体的2.5倍;强化方式为固溶强化和纳米相强化,因此合金各处硬度值更加均匀;生产成本更加低廉,无需后期热处理。CN106282700ACN106282700A权利要求书1/1页1.一种铝合金的制备方法,其特征在于具体步骤为:将100g工业纯铝块和100gAl-0.2Sc中间合金在电阻炉中进行熔炼,熔炼温度为750℃,坩埚为石墨坩埚,无需气氛保护及真空环境,待铝和铝-钪中间合金完全融化后,将50-200g工业纯锌丝沉入熔池,降低炉内温度至700-730℃,保温20分钟后,进行浇注,铸型为石墨铸型,制备出Zn重量比为30-49.5%、Sc重量比为0.25-0.5%的Al-Zn-Sc合金。2CN106282700A说明书1/2页一种无需热处理的高强铸造铝合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种无需热处理的高强铸造铝合金及其制备方法。背景技术[0002]传统铸造铝合金因其具有高比强度、高弹性模量及高耐磨损性能等优点,而被广泛应用于汽车及航空领域。目前,铸造铝合金主要为Al-Si体系,尽管该种合金具备一系列优点,但Al-Si合金的硬度较低,且需要T6处理,因此加工成本较高。寻找新的铸造铝合金体系,对解决传统铸造铝合金的缺陷,拓宽铸铝的应用范围具有重要的工程意义。近年来,人们发现Al-Zn二元体系合金不但具有弹性模量高、耐磨损性高以及流动性好等优点,而且还具有超高强度、低加工成本等优点。从性能特点来看,Al-Zn基合金极适合作为铸造铝合金。但是,到目前为止,还未出现关于在Al-Zn二元合金基础上添加微量元素,获得高强铸造铝合金的报道。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种具有高硬度、无需热处理的Al-Zn-Sc三元合金及其制备方法。[0004]本发明主要是利用工业纯铝、工业纯锌、和铝-钪中间合金作为原料,借助于熔炼、铸造手段,可得到具有优异力学性能的Al-Zn-Sc合金。[0005]本发明的技术方案如下:一、本发明的Al-Zn-Sc合金中Zn的重量比为30-49%,Sc的重量比为0.5-0.8%。[0006]二、上述Al-Zn-Sc合金的制备方法:1、原材料:工业纯铝块、工业纯锌丝和Al-0.2Sc中间合金。[0007]2、铸造Al-Zn-Sc合金:将100g工业纯铝块和100gAl-0.2Sc中间合金在电阻炉中进行熔炼,熔炼温度为750℃,坩埚为石墨坩埚,无需气氛保护及真空环境,待铝和铝-钪中间合金完全融化后,将50-200g工业纯锌丝沉入熔池,降低炉内温度至700-730℃,保温20分钟后,进行浇注,铸型为石墨铸型,制备出Zn重量比为30-49.5%、Sc重量比为0.25-0.5%的Al-Zn-Sc合金。[0008]本发明与现有铸造铝合金(Al-Si体系合金)相比具有如下优点:1)本发明的铝合金硬度大幅提高,显微硬度高达120Hv,为A356铸造铝合金中α铝基体的2.5倍;2)强化方式为固溶强化和纳米相强化,因此合金各处硬度值更加均匀;3)生产成本更加低廉,无需后期热处理。附图说明[0009]图1为本发明实施例1获得的Al-Zn-Sc合金的金相图。具体实施方式3CN106282700A说明书2/2页[0010]实施例1:将100g工业纯铝锭(湖南稀土研究院生产)和100gAl-0.2Sc中间合金(湖南稀土研究院生产)放入电阻炉中进行熔炼,熔炼温度为750℃;坩埚为石墨坩埚,无需气氛保护及真空环境;铝锭完全融化后,加入192g工业纯锌丝(北京中金研材料科技有限公司生产);同时将炉内温度降低至700℃,保温20分钟后,进行浇注;铸型为石