CN111690844A - 一种共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金及制备方法与应用 - Google Patents

一种共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金及制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

一种共晶型Al‑Fe‑Mn‑Si‑Mg压铸合金及制备方法与应用，属于压铸合金技术领域。该共晶型Al‑Fe‑Mn‑Si‑Mg压铸合金，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Fe为0.05‑1.7％，Mn为0.3‑1.95％，Fe+Mn＝1.6‑2.0％，Si为0‑1.6％，Mg为0‑1.3％，Cu≤0.25％，Zn≤0.25％，Ti≤0.25％，Sr为0.1‑0.5％，余量为Al和杂质，其中总杂质含量≤1.0％。其制备方法，包括，按配比加入元素的原料熔炼、精炼、变质、铸造，还可以退火，对于高硅高镁的共晶型Al‑Fe‑Mn‑Si‑Mg压铸合金还可以进行固溶‑时效处理，该共晶型Al‑Fe‑Mn‑Si‑Mg压铸合金的成分设计在共晶成分附近，具有良好的流动性，具有高强度、高热导率、压铸性能和阳极氧化性能。

Description

一种共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金及制备方法与应用
技术领域
本发明涉及压铸合金技术领域，具体涉及一种共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金及制备方法与应用。
背景技术
铝合金压铸工艺越来越多用于生产3C电子产品的外观零部件。压铸以后，通过阳极氧化，获得光彩动人的外观。所以，作为3C电子产品外观用铝合金，不仅要有优异的压铸性能，还要有优异的阳极氧化性能。
Al-Mn合金具有良好的阳极氧化性能，并兼具良好的热传输性能。目前已有一些商用Al-Mn合金，具有良好的阳极氧化性能，比如DM3合金，含Mn量约为1.2％，含有Co元素，使得合金成本较高，而且业界反应，该合金的流动性略嫌不够。申请号为201910447015.5的中国发明专利公开了一种压铸铝合金，含有Mn 2.0％，Co 0.7-1.2％，Sc 0.2-0.4％，Ti 0.1-0.3％，余量为Al，据称该合金抗拉强度大幅提高，阳极氧化后所得膜层较厚且表面光滑、颜色均匀，较为美观，而且具有较好耐腐蚀性，适合用于制作3C电子产品的保护外壳。但该合金还有Co和Sc，使得合金成本大幅度提高。
合金的流动性是评价铝合金压铸性能的重要指标之一。将合金成分设计在共晶成分有利于提高合金的流动性。但是合金在共晶成分容易形成粗大的金属间化合物相，使得阳极氧化膜表面变得粗糙，颜色也不均匀，严重影响其阳极氧化性能，而且严重损害合金的力学性能。
根据相图，Al-Mn合金的共晶成分为1.9wt％Mn，形成共晶相(金属间化合物相)Al6Mn，Al-Fe合金的共晶成分也为1.9wt％，形成共晶相(金属间化合物相)Al3Fe，Al-Mn合金中加入Fe或在Al-Fe合金中加入Mn都会形成共晶相(金属间化合物相)Al6(FeMn)；如果合金中含有元素Si，则可能形成金属间化合物相All5(FeMn)3Si2。如果能够细化这些金属间化合物相，则可以将合金成分设计在共晶成分，提高合金的流动性，又不会影响合金的阳极氧化性能，对力学性能的损害也大为减轻，从而开发出压铸性能、阳极氧化性能及力学性能俱佳的合金。所以，如何细化金属间化合物相是开发这类合金的关键。
一般地，Al-Fe-Mn合金属于非热处理强化型合金，合金的强度依赖于元素Fe和Mn的固溶强化效果。可以推断，Al-Fe-Mn压铸铝合金只能达到中低强度，难以满足国民生产的需求。开发具有高强度，高导热率，同时兼具良好的压铸性能和阳极氧化性能的合金，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金及制备方法与应用，该共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的成分设计在共晶成分附近，具有良好的流动性，而且是一种高强度、高热导率、压铸性能和阳极氧化性能俱佳的合金，本发明利用Sr对金属间化合物相变质处理，改变合金中的粗大金属间化合物相Al6Mn、Al3Fe、Al6(FeMn)和All5(MnFe)3Si2相的尺寸和形貌，减轻它们对阳极氧化性能及力学性能的损害，实现同时具有良好的流动性和阳极氧化性能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Fe 0.05-1.7％，Mn 0.3-1.95％，Fe+Mn＝1.6-2.0％，Si 0-1.6％，Mg 0-1.3％，Cu≤0.25％，Zn≤0.25％，Ti≤0.25％，Sr 0.1-0.5％，余量为Al和杂质，其中总杂质含量≤1.0％。
所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其压铸态(F态)抗拉强度124-229MPa，屈服强度64-112MPa，延伸率21.6-31.2％，导热系数165-194W/m.K，阳极氧化效果优异。
所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其退火态(O态)抗拉强度108-174MPa，屈服强度43-72MPa，延伸率28.6-34.9％，导热系数179-204W/m.K，阳极氧化效果良好。
根据Si和Mg的含量，所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，更优选为：
一种低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Fe 0.05-1.7％，Mn 0.3-1.95％，Fe+Mn＝1.6-2.0％，Si≤0.15％，Mg≤0.15％，Cu≤0.25％，Zn≤0.25％，Ti≤0.25％，Sr 0.1-0.35％，余量为Al和杂质，其中总杂质含量≤1.0％。
所述的低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其压铸态(F态)抗拉强度124-141MPa，屈服强度64-68MPa，延伸率24.7-31.2％，导热系数184-194W/m.K。
更优选为：
一种中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Fe 0.05-1.7％，Mn 0.3-1.95％，Fe+Mn＝1.6-2.0％，Si 0.5-0.9％，Mg 0.3-1.0％，Cu≤0.25％，Zn≤0.25％，Ti≤0.25％，Sr 0.1-0.35％，余量为Al和杂质，其中总杂质含量≤1.0％。
所述的中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其压铸态(F态)抗拉强度182-215MPa，屈服强度84-102MPa，延伸率24.9-26.6％，导热系数169-176W/m.K。
更优选为：
一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Fe 0.05-1.7％，Mn 0.3-1.95％，Fe+Mn＝1.6-2.0％，Si 0.95-1.5％，Mg 0.3-1.3％，Cu≤0.25％，Zn≤0.25％，Ti≤0.25％，Sr 0.1-0.5％，余量为Al和杂质，其中总杂质含量≤1.0％。
所述的高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn合金压铸合金，其压铸态(T6态)抗拉强度304-336MPa，屈服强度159-184MPa，延伸率5.7-8.1％，导热系数146-153W/m.K。
所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：准备
按共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的元素成分配比，准备Fe，Mn，Si，Mg，Cu，Zn，Ti和Al的原料；准备Sr的变质剂原料Al-10Sr；
步骤2：熔炼
将Al的原料加热熔化成铝熔体，将其他元素的原料加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，得到合金熔体；其中，在整个熔炼过程中，控制温度为700-760℃；
步骤3：精炼、变质
向合金熔体中，加入精炼剂进行精炼处理后，再加入Sr的变质剂原料Al-10Sr进行变质处理，得到变质后的铝合金熔体；
步骤4：后处理
将变质后的铝合金熔体，进行除气后，再进行扒渣，然后在700-800℃静置15-25min，使得铝合金熔体中的杂质沉淀或上浮，去除杂质，压铸成铸件，得到共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金。
所述的步骤1中，Fe的原料选用铝铁中间合金和/或铁添加剂；Mn的原料选用铝锰中间合金和/或锰添加剂；Ti的原料选用铝钛中间合金和/或钛添加剂；Zr的原料选用铝锆中间合金和/或锆添加剂。
所述的步骤1中，Si的原料选用金属硅和/或铝硅中间合金；Mg的原料选用镁锭。
所述的步骤2中，Sr的变质剂原料Al-10Sr也可以在步骤2中，随其它元素的原料一起加入。
所述的步骤3中，精炼剂为对铝合金有精炼效果的精炼剂，比如RJ-1精炼剂，精炼剂的加入质量为合金熔体总质量的0.2-0.8％。
所述的步骤3中，Sr的变质剂原料加入后，使得铝合金熔体中，Sr的残余量为0.1-0.5％。
所述的步骤4中，除气为采用除气机向变质后的铝合金熔体中通入氩气或氮气，氩气或氮气的流量为0.2-0.3m3/h。
进一步地，所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的制备方法，其还可以包括步骤5：
将制得的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金进行退火处理，退火温度为200-500℃，退火时间为0.5-3h，得到共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金。
所述共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，采用上述制备方法制得，其退火态(O态)抗拉强度108-174MPa，屈服强度43-72MPa，延伸率28.6-34.9％，导热系数179-204W/m.K，阳极氧化效果良好。
进一步地，所述的高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，在共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的制备方法的基础上，加入的是高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的元素成分配比，其还包括步骤6：
将制得的高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金进行固溶-时效处理，固溶温度为490-550℃，固溶时间为2-12h；时效温度为120-200℃，时效时间为3-15h；
所述的高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，采用上述制备方法制得，其T6态抗拉强度304-336MPa，屈服强度159-184MPa，延伸率5.7-8.1％，导热系数146-153W/m.K，阳极氧化效果良好。
一种共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的应用为，将共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金作为阳极氧化处理的铝合金压铸件，还可以作为高导热铝合金压铸件。
一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的应用为，还可以作为高强度铝合金压铸件。
本发明的一种共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金及制备方法与应用，其有益效果是：
通过高比例的Sr作为变质剂，可以证明元素Sr是Al6Fe、Al6Mn、Al6(FeMn)和All5(MnFe)3Si2等金属间化合物相的有效变质剂，可以大大细化这些金属间化合物相。本发明的合金的成分在共晶成分附近，使合金具有很好的流动性，当添加的Mg和Si为少量时，所有的Mg和部分Si固溶到基体中，提高了合金的固溶强化效果，从而提高了合金的力学性能；残余的Si与Fe和Mn结合，形成All5(MnFe)3Si2金属间化合物相，被Sr细化，从而对阳极氧化性能和力学性能的负面影响很小，所以，发明的合金在保持良好的流动性和阳极氧化性能的前提下，实现了力学性能的提升。当添加的Mg和Si量较高时，部分的Mg和部分Si固溶到基体中，提高了合金的固溶强化效果，从而提高了合金的力学性能；残余的Si与Fe和Mn结合，形成All5(MnFe)3Si2金属间化合物相后还有剩余，剩余的Si与剩余的Mg结合形成强化相Mg2Si，使合金具有时效强化效果，经固溶-时效后，合金的力学性能会进一步提升，所以，发明的合金在保持良好的流动性和阳极氧化性能的前提下，实现了力学性能的的大幅度提升。
附图说明
图1为合金浇铸试样的金相组织图；其中，(a)为实施例1制备的低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的金相组织图；(b)为对比例1制备的合金的金相组织图；
图2为合金压铸样品的金相组织图；其中，(a)为实施例6制备的中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的金相组织图；(b)为对比例2制备的合金的金相组织图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；本发明实施例提供一种压铸铝合金材料，通过以下具体实施例对本发明的压铸铝合金材料及其制备方法做详细说明；每个实施例均为制备100kg合金。
本发明实施例中选用的铝锭既可以是国家标准GB/T 1196-2017《重熔用铝锭》中的Al99.70，也可以是废料重熔铝锭；加入Fe元素时，选用Al-10Fe中间合金或75Fe剂(Fe质量含量为75％的铝合金添加剂)；加入Mn元素时，选用Al-10Mn中间合金或75Mn剂(Mn质量含量为75％的铝合金添加剂)；加入Si元素时，选用Al-30Si中间合金；加入Mg元素时，选用金属镁；加入Zn元素时，选用金属锌；加入Cu元素时，选用Al-50Cu中间合金；加入Ti元素时，选用Al-10Ti中间合金或75Ti剂(Ti质量含量为75％的铝合金添加剂)。
本发明实施例中除气是采用除气机向加入铝水中通入氩气，氩气的流量为0.2-0.3m3/h。
本发明实施例中由于加入变质剂使合金中Sr的残余量为0.1-0.5％。
实施例1
一种低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其成分及各个成分的质量百分比见表1。
本实施例的低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法，包括以下步骤：
准备铝锭及合金原料，将铝锭加热熔化形成铝熔体，温度控制在725-750℃，将75Mn剂、75Fe剂、Al-30Si、Al-50Cu、Al-10Ti中间合金及镁锭、锌锭加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，形成合金熔体；
向合金熔体中加入RJ-1精炼剂，进行精炼处理；精炼剂的加入量为铝合金熔体总重量的0.4％；然后向合金熔体中加入Al-10Sr变质剂进行变质处理，加入量为合金中Sr的残留量约为0.21％；
将经过变质处理的合金熔体除气后扒渣，静置30-60min，然后压铸成壁厚5mm的压铸件；并浇铸金相试样；
对低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品进行拉伸性能测试和热导率测试，在铸态下，拉伸性能和热导率见表1；低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品具有较高的延伸率和导热系数，阳极氧化效果优秀。图1(a)为浇铸的金相试样的金相组织，可见，通过Sr变质，产品中的富Mn富Fe金属间化合物相已经细化。
对比例1
合金成分和制备方法同实施例1。不同之处是对比例不经过Sr变质。合金成分及拉伸性能和热导率见表1。与实施例1相比，合金的延伸率显著降低，阳极氧化效果也略差。图1(b)为对比例1浇铸的金相试样的金相组织，可见，没有经过Sr变质，产品中的富Mn富Fe金属间化合物相没有细化，呈现典型的长条状。这种铸态组织导致了延伸率降低，阳极氧化效果变差。
实施例2-4
一种低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法同实施例1，不同之处在于：
合金成分不同，合金成分及拉伸性能和热导率见表1。
实施例5：
一种低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其成分及各个成分的质量百分比见表1。
一种低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法，包括以下步骤：
准备铝锭及合金原料，将铝锭加热熔化形成铝熔体，温度控制在725-750℃，将75Mn剂、75Fe剂、Al-30Si、Al-50Cu、Al-10Ti中间合金及镁锭、锌锭加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，形成合金熔体；
向合金熔体中加入RJ-1精炼剂，进行精炼处理；精炼剂的加入量为铝合金熔体总重量的0.4％；然后向合金熔体中加入Al-10Sr变质剂进行变质处理，加入量为合金中Sr的残留量约为0.29％；
将经过变质处理的合金熔体除气后扒渣，静置30-60min，然后压铸成壁厚5mm的压铸件；然后，对压铸件进行退火处理，退火温度220℃，退火时间2h。
制备的低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品进行拉伸性能测试和热导率测试，在退火态下，拉伸性能和热导率见表1；制备的低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品具有更高的延伸率和导热系数，但强度有所降低。
表1低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金成分及性能统计
Figure BDA0002575128280000061
Figure BDA0002575128280000071
*：阳极氧化效果用5分制进行评价，分越高，表示阳极氧化效果越好。
实施例6
一种中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其成分及各个成分的质量百分比见表2。
一种中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法，包括以下步骤：
准备铝锭及合金原料，将铝锭加热熔化形成铝熔体，温度控制在725-750℃，将75Mn剂、75Fe剂、Al-30Si、Al-50Cu、Al-10Ti中间合金及镁锭、锌锭加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，形成合金熔体；
向合金熔体中加入RJ-1精炼剂，进行精炼处理；精炼剂的加入量为铝合金熔体总重量的0.4％；然后向合金熔体中加入Al-10Sr变质剂进行变质处理，加入量为合金中Sr的残留量约为0.15％；
将经过变质处理的合金熔体除气后扒渣，在725-750℃下静置30-60min，然后压铸成壁厚5mm的中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金压铸件；
中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品进行拉伸性能测试和热导率测试，在铸态下，拉伸性能和热导率见表2；中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品具有较高的延伸率和导热系数，阳极氧化效果良好。图2(a)为产品的金相组织，可见，通过Sr变质，产品中的富Mn富Fe金属间化合物相已经细化，而且比较分散。与低硅低镁Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金相比，力学性能大幅提高，但由于合金中富Fe富Mn富Si相增加，阳极氧化效果有所变差。
对比例2
合金成分和制备方法同实施例6。不同之处是对比例不经过Sr变质。合金成分及拉伸性能和热导率见表2。与实施例6相比，合金的延伸率显著降低，阳极氧化效果也略差。图2(b)为产品的金相组织，可见，没有经过Sr变质，产品中的富Mn富Fe富Si金属间化合物相没有细化，呈现典型的长条状。这种铸态组织导致了延伸率降低，阳极氧化效果变差。
实施例7-9
一种中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法同实施例6，不同之处在于：
合金成分不同，合金成分及拉伸性能和热导率见表2。
实施例10：
一种中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其成分及各个成分的质量百分比见表2。
一种中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法，包括以下步骤：
准备铝锭及合金原料，将铝锭加热熔化形成铝熔体，温度控制在725-750℃，将75Mn剂、75Fe剂、Al-30Si、Al-50Cu、Al-10Ti中间合金及镁锭、锌锭加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，形成合金熔体；
向合金熔体中加入RJ-1精炼剂，进行精炼处理；精炼剂的加入量为铝合金熔体总重量的0.4％；然后向合金熔体中加入Al-10Sr变质剂进行变质处理，加入量为合金中Sr的残留量约为0.31％；
将经过变质处理的合金熔体除气后扒渣，在725-750℃下静置30-60min，然后压铸成壁厚5mm的压铸件；然后，对压铸件进行退火处理，退火温度220℃，退火时间3h。
中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品进行拉伸性能测试和热导率测试，在退火态下，拉伸性能和热导率见表2；中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品具有更高的延伸率和导热系数，但强度有所降低，阳极氧化效果有所变差。
表2中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金成分及性能统计
Figure BDA0002575128280000081
Figure BDA0002575128280000091
*：阳极氧化效果用5分制进行评价，分越高，表示阳极氧化效果越好。
实施例11
一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其成分及各个成分的质量百分比见表3。
一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法，包括以下步骤：
准备铝锭及合金原料，将铝锭加热熔化形成铝熔体，温度控制在725-750℃，将75Mn剂、75Fe剂、Al-30Si、Al-50Cu、Al-10Ti中间合金及镁锭、锌锭加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，形成合金熔体；
向合金熔体中加入RJ-1精炼剂，进行精炼处理；精炼剂的加入量为铝合金熔体总重量的0.4％；然后向合金熔体中加入Al-10Sr变质剂进行变质处理，加入量为合金中Sr的残留量约为0.25％；
将经过变质处理的合金熔体除气后扒渣，在725-750℃静置30-60min，然后压铸成壁厚5mm的压铸件；
高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品进行拉伸性能测试和热导率测试，在铸态下，拉伸性能和热导率见表3；高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品具有较高的延伸率和导热系数，阳极氧化效果良好。通过Sr变质，产品中的富Mn富Fe金属间化合物相已经细化，而且比较分散。与低硅低镁Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金相比，力学性能大幅提高，但由于合金中富Fe富Mn富Si相增加，阳极氧化效果有所变差。
实施例12
一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其成分及各个成分的质量百分比见表3。
一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法，包括以下步骤：
准备铝锭及合金原料，将铝锭加热熔化形成铝熔体，温度控制在725-750℃，将75Mn剂、75Fe剂、Al-30Si、Al-50Cu、Al-10Ti中间合金及镁锭、锌锭加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，形成合金熔体；
向合金熔体中加入RJ-1精炼剂，进行精炼处理；精炼剂的加入量为铝合金熔体总重量的0.4％；然后向合金熔体中加入Al-10Sr变质剂进行变质处理，加入量为合金中Sr的残留量约为0.12％；
将经过变质处理的合金熔体除气后扒渣，静置30-60min，然后压铸成壁厚5mm的压铸件；然后，对压铸件进行固溶-时效处理(T6处理)，固溶温度525℃，固溶时间4h，然后水淬；时效温度180℃，时效时间12h。
制备的高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品进行拉伸性能测试和热导率测试，在T6状态下，拉伸性能和热导率见表3；一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品具有更高的延伸率和导热系数，但延伸率显著降低，阳极氧化效果有所变差。
对比例3
合金成分和制备方法同实施例12。不同之处是对比例3不经过Sr变质。合金成分及拉伸性能和热导率见表3。与实施例12相比，合金的延伸率显著降低，阳极氧化效果也略差。
实施例13-14
一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法，同实施例12，不同之处在于：
合金成分不同，合金成分及拉伸性能和热导率见表3。
实施例15
一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其成分及各个成分的质量百分比见表3。
一种高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金的制备方法，包括以下步骤：
准备铝锭及合金原料，将铝锭加热熔化形成铝熔体，温度控制在725-750℃，将75Mn剂、75Fe剂、Al-30Si、Al-50Cu、Al-10Ti中间合金及镁锭、锌锭加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，形成合金熔体；
向合金熔体中加入RJ-1精炼剂，进行精炼处理；精炼剂的加入量为铝合金熔体总重量的0.4％；然后向合金熔体中加入Al-10Sr变质剂进行变质处理，加入量为合金中Sr的残留量约为0.29％；
将经过变质处理的合金熔体除气后扒渣，静置30-60min，然后压铸成壁厚5mm的压铸件；然后，对压铸件进行退火处理，退火温度220℃，退火时间3h。
制备的高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品进行拉伸性能测试和热导率测试，在退火态下，拉伸性能和热导率见表3；高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金产品具有更高的延伸率和导热系数，但强度有所降低，阳极氧化效果有所变差。
表3中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金成分及性能统计
Figure BDA0002575128280000101
Figure BDA0002575128280000111
*：阳极氧化效果用5分制进行评价，分越高，表示阳极氧化效果越好。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其特征在于，该共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金含有的成分及各个成分的质量百分比为：Fe 0.05-1.7％，Mn 0.3-1.95％，Fe+Mn＝1.6-2.0％，Si 0-1.6％，Mg 0-1.3％，Cu≤0.25％，Zn≤0.25％，Ti≤0.25％，Sr 0.1-0.5％，余量为Al和杂质，其中总杂质含量≤1.0％；根据Si和Mg的含量，共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金分为低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金、中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金和高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金。
2.根据权利要求1所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其特征在于，所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其压铸态抗拉强度124-229MPa，屈服强度64-112MPa，延伸率21.6-31.2％，导热系数165-194W/m.K；
所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其退火态抗拉强度108-174MPa，屈服强度43-72MPa，延伸率28.6-34.9％，导热系数179-204W/m.K。
3.根据权利要求1所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其特征在于，所述的低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Fe 0.05-1.7％，Mn 0.3-1.95％，Fe+Mn＝1.6-2.0％，Si≤0.15％，Mg≤0.15％，Cu≤0.25％，Zn≤0.25％，Ti≤0.25％，Sr 0.1-0.35％，余量为Al和杂质，其中总杂质含量≤1.0％；
所述的低硅低镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其压铸态抗拉强度124-141MPa，屈服强度64-68MPa，延伸率24.7-31.2％，导热系数184-194W/m.K。
4.根据权利要求1所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其特征在于，所述的中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Fe0.05-1.7％，Mn 0.3-1.95％，Fe+Mn＝1.6-2.0％，Si 0.5-0.9％，Mg 0.3-1.0％，Cu≤0.25％，Zn≤0.25％，Ti≤0.25％，Sr 0.1-0.35％，余量为Al和杂质，其中总杂质含量≤1.0％；
所述的中硅中镁的共晶型Al-Fe-Mn压铸合金，其F态的抗拉强度182-215MPa，屈服强度84-102MPa，延伸率24.9-26.6％，导热系数169-176W/m.K。
5.根据权利要求1所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其特征在于，所述的高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金，其含有的成分及各个成分的质量百分比为：Fe0.05-1.7％，Mn 0.3-1.95％，Fe+Mn＝1.6-2.0％，Si 0.95-1.5％，Mg 0.3-1.3％，Cu≤0.25％，Zn≤0.25％，Ti≤0.25％，Sr 0.1-0.5％，余量为Al和杂质，其中总杂质含量≤1.0％；
所述的高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn合金压铸合金，其T6态抗拉强度304-336MPa，屈服强度159-184MPa，延伸率5.7-8.1％，导热系数146-153W/m.K。
6.权利要求1-5任意一项所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：准备
按共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的元素成分配比，准备Fe，Mn，Si，Mg，Cu，Zn，Ti和Al的原料；准备Sr的变质剂原料Al-10Sr；
步骤2：熔炼
将Al的原料加热熔化成铝熔体，将其他元素的原料加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，得到合金熔体；其中，在整个熔炼过程中，控制温度为700-760℃；
步骤3：精炼、变质
向合金熔体中，加入精炼剂进行精炼处理后，再加入Sr的变质剂原料Al-10Sr进行变质处理，得到变质后的铝合金熔体；
步骤4：后处理
将变质后的铝合金熔体，进行除气后，再进行扒渣，然后在700-800℃静置15-25min，使得铝合金熔体中的杂质沉淀或上浮，去除杂质，压铸成铸件，得到共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金。
7.根据权利要求6所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，精炼剂为对铝合金有精炼效果的精炼剂，精炼剂的加入质量为合金熔体总质量的0.2-0.8％；Sr的变质剂原料加入后，使得铝合金熔体中，Sr的残余量为0.1-0.5％。
8.权利要求1-5任意一项所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：准备
按共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的元素成分配比，准备Fe，Mn，Si，Mg，Cu，Zn，Ti和Al的原料；准备Sr的变质剂原料Al-10Sr；
步骤2：熔炼
将Al的原料加热熔化成铝熔体，将其他元素的原料加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，得到合金熔体；其中，在整个熔炼过程中，控制温度为700-760℃；
步骤3：精炼、变质
向合金熔体中，加入精炼剂进行精炼处理后，再加入Sr的变质剂原料Al-10Sr进行变质处理，得到变质后的铝合金熔体；
步骤4：后处理
将变质后的铝合金熔体，进行除气后，再进行扒渣，然后在700-800℃静置15-25min，使得铝合金熔体中的杂质沉淀或上浮，去除杂质，压铸成铸件；
步骤5：退火
将铸件进行退火处理，退火温度为200-500℃，退火时间为0.5-3h，得到共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金。
9.权利要求5所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：准备
按共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的元素成分配比，准备Fe，Mn，Si，Mg，Cu，Zn，Ti和Al的原料；准备Sr的变质剂原料Al-10Sr；
步骤(2)：熔炼
将Al的原料加热熔化成铝熔体，将其他元素的原料加入铝熔体中，至全部原料熔化后，搅拌均匀，得到合金熔体；其中，在整个熔炼过程中，控制温度为700-760℃；
步骤(3)：精炼、变质
向合金熔体中，加入精炼剂进行精炼处理后，再加入Sr的变质剂原料Al-10Sr进行变质处理，得到变质后的铝合金熔体；
步骤(4)：后处理
将变质后的铝合金熔体，进行除气后，再进行扒渣，然后在700-800℃静置15-25min，使得铝合金熔体中的杂质沉淀或上浮，去除杂质，压铸成铸件；
步骤(5)：
将制得的铸件进行固溶-时效处理，固溶温度为490-550℃，固溶时间为2-12h；时效温度为120-200℃，时效时间为3-15h，得到高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金。
10.权利要求1-5任意一项所述的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金的应用，其特征在于，将共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金作为阳极氧化处理的铝合金压铸件，或作为高导热铝合金压铸件；
其中，高硅高镁的共晶型Al-Fe-Mn-Si-Mg压铸合金作为高强度铝合金压铸件。
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