權(quán)利要求

1.一種再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)，鋁合金成分包括組分：再生稀土元素Sm或La 0.03~0.3%，鐵Fe 0.05~0.1%，余量為6101鋁合金。

2.按照權(quán)利要求1所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料，其特征在于，所添加的再生稀土元素Sm和La分別來源于以Mg元素為捕集劑提取稀土磁性廢料中的稀土元素Sm和La形成的Mg-Sm中間合金和Mg-La中間合金，稀土磁性廢料為釤鈷永磁合金或鑭鐵硅合金。

3.一種權(quán)利要求1或2所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)按6101鋁合金國(guó)標(biāo)成分要求配制合金原料;

(2)將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至740℃~770℃;

(3)以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得6101鋁合金熔體;

(4)將合金熔體溫度降低至690℃~720℃，6101鋁合金中鎂元素的一部分含量以Al-Mg中間合金的形式加入;

(5)將熔體溫度加熱到740℃~770℃，向熔體中通入精煉劑和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6)調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至690℃~720℃，稀土元素Sm或La以及6101鋁合金中其余的Mg以Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金形式加入，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌和保溫靜置，獲得組分均勻合金熔體;

(7)將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8)將鋁合金鑄錠加熱至460℃~490℃，保溫8~16 h進(jìn)行均勻化處理;

(9)將均勻化的鑄錠加熱至510℃~540℃，保溫1~6 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火;

(10)對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11)將變形后的合金型材加熱至175℃~210℃保溫4~18h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料。

4.權(quán)利要求3所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石。

5.按照權(quán)利要求3所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，用Mg元素提取稀土磁性廢料中稀土元素Sm和La分別制備Mg-Sm和Mg-La中間合金，包括如下步驟：

第一步，將稀土磁性廢料依次進(jìn)行表面清潔、烘干、破碎處理，獲得有效直徑不大于5mm的稀土磁性廢料顆粒;

第二步，在氬氣保護(hù)下將稀土磁性廢料顆粒置于溫度為750~1050℃的鎂熔體中，保溫及攪拌10~45 min后，熔體靜置20~60 min;

第三步，將上層含稀土元素的鎂熔體倒入模具中冷卻凝固形成Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金。

6.按照權(quán)利要求5所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，其特征在于，第一步中，破碎處理需在惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，稀土磁性廢料顆粒的直徑為1~3 mm。

7.按照權(quán)利要求5所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，其特征在于，第二步中，鎂與稀土磁性廢料的質(zhì)量比為0.2~0.8。

8.按照權(quán)利要求5所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，其特征在于，第二步中，Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金制備過程的鎂熔體溫度、保溫?cái)嚢钑r(shí)間分別為850℃、35 min和950℃、25 min。

9.按照權(quán)利要求5所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，其特征在于，第三步中，上層含稀土元素的鎂熔體澆入水冷鐵?；蜚~模中快速冷卻獲得組織分布均勻的鎂稀土中間合金。

10.按照權(quán)利要求5所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，其特征在于，第三步中，按質(zhì)量百分比計(jì)，制備的Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金中Sm或La的含量在10%~40%，而且雜質(zhì)元素Co、Fe總含量< 0.1%。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明屬于二次稀土回收利用和輕質(zhì)高導(dǎo)電金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

[0002]金屬鋁的導(dǎo)電率僅次于銀、銅和金，其密度是銀的25.7%、銅的30.3%、金的13.9%，尤其鋁的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這些貴金屬。因此，開發(fā)輕質(zhì)高強(qiáng)高導(dǎo)電鋁合金材料對(duì)促進(jìn)軌道交通、電力、新能源汽車等行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。6101是一種低合金化的Al-Mg-Si系鋁合金。相對(duì)于其它6XXX系鋁合金，6101鋁合金具有比強(qiáng)度高、耐蝕性強(qiáng)、導(dǎo)電性優(yōu)異，以及可熱處理和良好成形性能等特點(diǎn)。近年來，新能源電動(dòng)汽車、電力、軌道交通等行業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)6101鋁合金的導(dǎo)電率、力學(xué)性能、耐腐蝕性能和制備成本等提出了更嚴(yán)苛的要求。據(jù)有關(guān)專利(如：公告號(hào)CN105950893B)報(bào)道，全國(guó)電工用鋁導(dǎo)線的電導(dǎo)率每提升0.1%IACS，每年可減少100億度電損耗。近年來，6101鋁合金成分優(yōu)化設(shè)計(jì)及其制備技術(shù)引起了鋁合金材料科學(xué)技術(shù)人員的廣泛關(guān)注和研究。

[0003]專利(CN118143074A、CN110093536B、CN115740057A)分別公開了新能源用、電池導(dǎo)板用、新能源汽車供電用的高導(dǎo)電6101鋁合金卷材及其制備方法，其制備方法主要包括：按6101鋁合金國(guó)標(biāo)成分制備線桿、連續(xù)擠壓線桿、擠壓型材時(shí)效處理等步驟，優(yōu)化擠壓工藝以提升材料的性能，獲得的新能源用鋁排卷材的導(dǎo)電率、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率分別可為57.8%IACS、190MPa、13.5%，獲得的電池導(dǎo)板用鋁排卷材的導(dǎo)電率、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率分別可為58.5%IACS、185MPa、150MPa、14%，獲得的新能源汽車供電用鋁合金卷帶材的導(dǎo)電率、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率分別可為59.5%IACS、105MPa、55MPa、18%。

[0004]專利(CN116748326A)公開了一種6101-T63狀態(tài)鋁合金導(dǎo)電異型材及其制備方法與應(yīng)用，其制備方法主要包括：按6101鋁合金國(guó)標(biāo)成分熔鑄鋁棒、均勻化處理、預(yù)熱鑄棒和擠壓模具、擠壓、固溶處理、人工時(shí)效處理等步驟，導(dǎo)電異型材成型后的壁厚不大于8mm，其導(dǎo)電率≥56%IACS、抗拉強(qiáng)度≥185MPa、屈服強(qiáng)度≥150MPa，直線度≤0.5mm/m，截面輪廓度≤0.2mm。

[0005]專利(CN117587306A)公開了一種改善合金強(qiáng)度和導(dǎo)電性能的6101鋁合金板材及其制備方法，其成分組成按質(zhì)量百分比計(jì)為：0.46~0.57% Mg、0.39~0.42% Si、0.06~0.36%Fe、0.07% La、0.13% Ce、Cu≤0.1%、Mn≤0.03%、Cr≤0.03%、不可避免的雜質(zhì)總量不超過0.1%、余量為Al，其制備方法主要包括：制備鋁合金鑄錠、均勻化處理、軋制變形等步驟，該方法在對(duì)6101鋁合金熔體進(jìn)行精煉處理之前向合金中添加了含La和Ce的混合稀土，隨后對(duì)合金鑄錠進(jìn)行了均勻化處理和軋制變形處理，所制備合金的抗拉強(qiáng)度為177.3MPa~201.8MPa，但電導(dǎo)率僅為42.5%IACS~43.99%IACS。

[0006]專利(CN108546850A和CN116356184A)分別公開了一種高導(dǎo)電性6101鋁合金板材的生產(chǎn)方法和一種車用6101鋁合金板材及其制備方法、應(yīng)用。它們都以6101鋁合金國(guó)標(biāo)成分熔鑄鋁合金錠，通過減少雜質(zhì)元素含量和按特定比例保留必要強(qiáng)化元素，優(yōu)化Si、Fe、Mg元素比例，再通過相應(yīng)的板材軋制和熱處理工藝。其中，專利(CN108546850A)制備的板材的電導(dǎo)率59.75%IACS、抗拉強(qiáng)度116MPa、屈服強(qiáng)度85MPa、伸長(zhǎng)率29%，專利(CN116356184A)制備的板材的電導(dǎo)率≥56%、抗拉強(qiáng)度≥185MPa、屈服強(qiáng)度155~175MPa。

[0007]專利(CN111850350A)公開了新能源汽車熔斷器用鋁合金材料及其制備方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，其合金成分為鎂0.4~0.75%、硅0.4~0.75%、鐵0.05~0.5%、銅0.05~0.2%、鋅0.05~0.2%、錳0.01~0.1%、鉻0.01~0.1%、硼0.04~0.1%和混合稀土0.03~0.15%，余量為鋁。該方法通過向6101鋁合金原料中加入混合稀土元素后，材料的抗拉強(qiáng)度約為195MPa，電導(dǎo)率約為56%IACS。

[0008]專利(CN117265348A)公開了一種中強(qiáng)高導(dǎo)電鋁合金板材及其制備方法，按質(zhì)量百分比計(jì)，其合金成分為：0.45~0.53% Mg、0.4~0.46% Si、0.1~0.5% Cu、Fe ≤ 0.16%、Zn ≤0.01%、Mn ≤ 0.03%、Cr ≤ 0.02%、余量為雜質(zhì)和Al，制備方法主要包括鋁合金鑄錠制備、熱處理、軋制、固溶時(shí)效處理等步驟。在6101鋁合金國(guó)標(biāo)成分基礎(chǔ)上添加適量Cu元素，制備的鋁合金板材的電導(dǎo)率在53%IACS以上，抗拉強(qiáng)度高于187MPa，硬度大于71HV。

[0009]另外，論文(張瑞峰, 董亞光, 譚瑞, 趙紅亮. 混合稀土對(duì)架空導(dǎo)線用6101鋁合金鑄態(tài)組織的影響, 河南科技 創(chuàng)新驅(qū)動(dòng), 2016.09)報(bào)道了添加0.2%混合稀土的鑄態(tài)組織平均晶粒尺寸37.02微米，與未添加的相比減小了39.6%。論文(彭小蘭, 王紅成. 散熱器用Al-Mg-Si系6101鋁合金材料性能優(yōu)化研究, 東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào), 2015,22(3):7-11)報(bào)道了在6101鋁合金中加入適量B和Gd元素可改善6101鋁合金力學(xué)、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。還有，學(xué)位論文(黃嘉俊, 地鐵導(dǎo)電軌用6101合金的組份改進(jìn)與性能平衡優(yōu)化研究, 華南理工大學(xué), 2022.4)研究了Ni、Ce、Cu和Zn等元素對(duì)6101鋁合金組織和性能的影響。結(jié)果表明，Cu和Zn可促進(jìn)合金時(shí)效強(qiáng)化，但含量增加后合金導(dǎo)電率降低;稀土元素Ce能提高合金導(dǎo)電率，但顯著降低合金的力學(xué)性能;Ni是改進(jìn)6101鋁合金組織和實(shí)現(xiàn)性能平衡優(yōu)化的較佳元素;優(yōu)化合金成分和熱處理工藝后材料的電導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度分別為55.2%IACS和242.2MPa。學(xué)位論文(劉振興, 6101鋁合金的時(shí)效熱處理研究, 中南大學(xué), 2013.5)研究6101鋁合金在不同時(shí)效制度下析出相類型和析出相特性對(duì)合金導(dǎo)電率的作用。

[0010]綜上，6101鋁合金在材料制備方法上各有利弊，因材料的強(qiáng)度與導(dǎo)電率之間的倒置關(guān)系，難以獲得同時(shí)提高強(qiáng)度和導(dǎo)電率，以致材料的力學(xué)和導(dǎo)電綜合性能往往不足。適量添加合金元素對(duì)協(xié)同提升鋁合金的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能具有相對(duì)簡(jiǎn)捷和清潔高效的特點(diǎn)。尤其是，適量稀土元素的添加，不但可起到凈化鋁合金熔體和細(xì)化晶粒的作用，還能對(duì)第二相具有變質(zhì)效應(yīng)以及提升鋁合金耐腐蝕性的作用。然而，稀土元素相對(duì)6101鋁合金中的組分Al、Mg、Si等更昂貴，這給高品質(zhì)稀土鋁合金的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用帶來了一定的限制。隨著鋁產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展以及對(duì)鋁合金性能和制備成本和周期等要求的提升，急需從原材料來源和制備效率上開發(fā)出新方法新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料及其制備方法，獲得用再生稀土改性的低成本、高導(dǎo)電6101鋁合金材料，以滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)高導(dǎo)電6101鋁合金材料及其低成本制備方法的需求。

[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料，按質(zhì)量百分比計(jì)，鋁合金成分包括組分：再生稀土元素Sm或La 0.03~0.3%，鐵Fe 0.05~0.1%，余量為6101鋁合金。

[0013]所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料，所添加的再生稀土元素Sm和La分別來源于以Mg元素為捕集劑提取稀土磁性廢料中的稀土元素Sm和La形成的Mg-Sm中間合金和Mg-La中間合金，稀土磁性廢料為釤鈷永磁合金或鑭鐵硅合金。

[0014]所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)按6101鋁合金國(guó)標(biāo)成分要求配制合金原料;

(2)將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至740℃~770℃;

(3)以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得6101鋁合金熔體;

(4)將合金熔體溫度降低至690℃~720℃，6101鋁合金中鎂元素的一部分含量以Al-Mg中間合金的形式加入;

(5)將熔體溫度加熱到740℃~770℃，向熔體中通入精煉劑和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6)調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至690℃~720℃，稀土元素Sm或La以及6101鋁合金中其余的Mg以Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金形式加入，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌和保溫靜置，獲得組分均勻合金熔體;

(7)將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8)將鋁合金鑄錠加熱至460℃~490℃，保溫8~16 h進(jìn)行均勻化處理;

(9)將均勻化的鑄錠加熱至510℃~540℃，保溫1~6 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火;

(10)對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11)將變形后的合金型材加熱至175℃~210℃保溫4~18h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料。

[0015]所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，步驟(5)中，按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石。

[0016]所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，步驟(6)中，用Mg元素提取稀土磁性廢料中稀土元素Sm和La分別制備Mg-Sm和Mg-La中間合金，包括如下步驟：

第一步，將稀土磁性廢料依次進(jìn)行表面清潔、烘干、破碎處理，獲得有效直徑不大于5mm的稀土磁性廢料顆粒;

第二步，在氬氣保護(hù)下將稀土磁性廢料顆粒置于溫度為750~1050℃的鎂熔體中，保溫及攪拌10~45 min后，熔體靜置20~60 min;

第三步，將上層含稀土元素的鎂熔體倒入模具中冷卻凝固形成Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金。

[0017]所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，第一步中，破碎處理需在惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，稀土磁性廢料顆粒的直徑為1~3 mm。

[0018]所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，第二步中，鎂與稀土磁性廢料的質(zhì)量比為0.2~0.8。

[0019]所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，第二步中，Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金制備過程的鎂熔體溫度、保溫?cái)嚢钑r(shí)間分別為850℃、35 min和950℃、25 min。

[0020]所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，第三步中，上層含稀土元素的鎂熔體澆入水冷鐵?；蜚~模中快速冷卻獲得組織分布均勻的鎂稀土中間合金。

[0021]所述的再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的制備方法，第三步中，按質(zhì)量百分比計(jì)，制備的Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金中Sm或La的含量在10%~40%，而且雜質(zhì)元素Co、Fe總含量< 0.1%。

[0022]本發(fā)明的原理如下：

本發(fā)明主要是基于金屬原子間的相互作用規(guī)律，第三組元在兩相中的選擇性分布，使廢舊釤鈷、鑭鐵硅磁體中稀土元素溶出進(jìn)入另一種液態(tài)金屬中。不同元素原子間的相互作用效果與混合焓的值有關(guān)，當(dāng)混合焓為正值時(shí)表示兩元素原子之間相互排斥，互不相溶，而當(dāng)混合焓為負(fù)值時(shí)表示兩元素原子之間相互吸引，親和力較強(qiáng)。考慮到稀土金屬在6XXX系鋁合金中的應(yīng)用，于是選取6XXX鋁合金中一種組分鎂作為釤鈷、鑭鐵硅磁體中稀土元素的捕集劑，同時(shí)鎂與磁體中除稀土元素之外的其他元素互不混溶，以保證制備的Mg-Sm和Mg-La中間合金中的雜質(zhì)元素含量低。釤鈷、鑭鐵硅磁體中的稀土元素溶解進(jìn)入鎂熔體后，形成密度相對(duì)較小的鎂稀土合金液相，而磁體中稀土被提取后剩余為密度較大的Co-Fe基合金，在坩堝中不混溶兩相分層，進(jìn)而分離獲得可用于鋁合金的鎂稀土中間合金和可再利用的鐵鈷合金。

[0023]與發(fā)明人在前期申請(qǐng)的兩項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利(CN116751994A、CN117025958A)相比較，本發(fā)明采用的捕集劑是可用于鋁合金中的金屬鎂，而且具體實(shí)施方案和工藝參數(shù)不同，具體不同的創(chuàng)新性、目標(biāo)和效果。本發(fā)明用鎂靶向提取釤鈷和鑭鐵硅合金廢料中的稀土元素Sm和La，形成的Mg-Sm和Mg-La中間合金具有生產(chǎn)成本低、制備簡(jiǎn)捷、在6101鋁合金中的作用效果顯著的特點(diǎn)。

[0024]本發(fā)明高導(dǎo)電6101鋁合金中加入了稀土元素Sm或La，提高合金的性能主要?dú)w因于以下幾方面：1)細(xì)化基體α-Al晶粒尺寸，稀土元素Sm或La加入后能提高初生相α-Al的形核率，起到細(xì)化基體晶粒，從而提高材料的強(qiáng)度和塑性變形能力;2)稀土元素Sm或La加入后能夠降低析出激活能，促使基體Al中第二相的沉淀析出，降低Al基體中其他元素的固溶量;這一方面提高合金中(Mg,Si)析出相和AlFeSi析出相的數(shù)量密度，從而起到沉淀強(qiáng)化效果;另一方面，Mg、Si等元素在基體中固溶度減小，有助減小固溶元素對(duì)電子的散射作用，提高合金的導(dǎo)電性能;3)稀土元素Sm或La的添加有助對(duì)富鐵相的變質(zhì)，提升鋁合金的力學(xué)和耐腐蝕等性能。

[0025]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：

本發(fā)明在鋁合金中添加適量稀土元素，不但可起到凈化鋁合金熔體和細(xì)化晶粒的作用，還能對(duì)第二相具有變質(zhì)效應(yīng)以及提升鋁合金耐腐蝕性的作用，具有提質(zhì)增效的效果。然而稀土元素相對(duì)較為昂貴，會(huì)增加生產(chǎn)成本。為此，本發(fā)明不僅提供了廢舊釤鈷、鑭鐵硅磁體中二次稀土金屬資源的回收再利用途徑，充分發(fā)揮二次稀土金屬在鋁合金中的作用，也為低成本、高品質(zhì)稀土鋁合金材料的生產(chǎn)提供了新方法。本發(fā)明利用再生稀土改性而制備的高導(dǎo)電6101鋁合金材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能，具有較高的強(qiáng)度和較好的電導(dǎo)率，其抗拉強(qiáng)度≥210 MPa，電導(dǎo)率≥58%IACS。本發(fā)明對(duì)開發(fā)低成本、高品質(zhì)稀土鋁合金材料，以及戰(zhàn)略關(guān)鍵性二次金屬資源分離回收再利用提供了新方法，在新能源汽車、電力、軌道交通和資源環(huán)境等領(lǐng)域具有有益效果。

附圖說明

[0026]圖1為按實(shí)施例1方法制備的0.05%(質(zhì)量百分比)再生稀土元素Sm改性的6101鋁合金鑄態(tài)微觀組織形貌，黑色為α-Al基體，白色相主要為AlFeSi富鐵相。

[0027]圖2為按實(shí)施例2方法制備的0.1%(質(zhì)量百分比)再生稀土元素Sm改性的6101鋁合金鑄態(tài)微觀組織形貌，黑色為α-Al基體，白色相主要為AlFeSi富鐵相。

[0028]圖3為按實(shí)施例3方法制備的0.25%(質(zhì)量百分比)再生稀土元素Sm改性的6101鋁合金鑄態(tài)微觀組織形貌，黑色為α-Al基體，白色相主要為AlFeSi富鐵相。

[0029]圖4為按實(shí)施例4方法制備的0.05%(質(zhì)量百分比)再生稀土La改性的6101鋁合金鑄態(tài)微觀組織形貌，黑色為α-Al基體，白色相主要為AlFeSi富鐵相。

[0030]圖5為按實(shí)施例5方法制備的0.1%(質(zhì)量百分比)再生稀土La改性的6101鋁合金鑄態(tài)微觀組織形貌，黑色為α-Al基體，白色相主要為AlFeSi富鐵相。

[0031]圖6為按對(duì)比例1方法制備的0.1%(質(zhì)量百分比)原生稀土La改性的6101鋁合金鑄態(tài)微觀組織形貌，黑色為α-Al基體，白色相主要為AlFeSi富鐵相。

[0032]圖7為按對(duì)比例2方法制備的無任何稀土改性的6101鋁合金鑄態(tài)微觀組織形貌，黑色為α-Al基體，白色相主要為AlFeSi富鐵相。

具體實(shí)施方式

[0033]在具體實(shí)施過程中，本發(fā)明采用再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料，按質(zhì)量百分比計(jì)，鋁合金成分包括組分：稀土元素Sm或La 0.03~0.3%，鐵Fe≤0.1%，余量為6101鋁合金。添加的稀土元素Sm和La分別來源于以Mg元素為捕集劑提取稀土磁性廢料中的稀土元素Sm和La而形成的Mg-Sm中間合金和Mg-La中間合金。首先，用Mg元素提取稀土磁性廢料(釤鈷永磁合金或鑭鐵硅合金)中稀土元素Sm和La制備Mg-Sm和Mg-La中間合金;其次，按6101鋁合金國(guó)標(biāo)成分配制原料，并將鋁錠熔化，依次將元素Si、Fe、Mg加入鋁熔體中，攪拌合金熔體并保溫;然后，向熔體通入精煉劑和通入氬氣進(jìn)行精煉;隨后，稀土元素Sm或La分別以再生Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金加入合金熔體中，攪拌和靜置后，獲得均勻熔體，隨之澆鑄成錠;最后，依次對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化、固溶淬火、軋制變形、時(shí)效處理，獲得用再生稀土改性的低成本、高導(dǎo)電6101鋁合金材料。

[0034]用Mg元素提取稀土磁性廢料中稀土元素Sm和La分別制備Mg-Sm和Mg-La中間合金的方法包括如下步驟：

(1)將稀土磁性廢料(釤鈷永磁合金或鑭鐵硅合金)依次進(jìn)行表面清潔、烘干、破碎處理，獲得有效直徑不大于5mm的稀土磁性廢料顆粒;

(2)在氬氣保護(hù)下將稀土磁性廢料顆粒置于溫度為750~1050℃的鎂熔體中，保溫及攪拌10~45 min后，熔體靜置20~60 min;

(3)將上層含稀土元素的鎂熔體倒入模具中冷卻凝固形成Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金。

[0035]用Mg元素提取稀土磁性廢料中稀土元素Sm和La分別制備Mg-Sm和Mg-La中間合金的步驟(1)中，破碎處理需在惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，稀土磁性廢料顆粒的直徑優(yōu)選1~3 mm。

[0036]用Mg元素提取稀土磁性廢料中稀土元素Sm和La分別制備Mg-Sm和Mg-La中間合金的步驟(2)中，金屬鎂與稀土磁性廢料的質(zhì)量比優(yōu)選0.2~0.8。

[0037]用Mg元素提取稀土磁性廢料中稀土元素Sm和La分別制備Mg-Sm和Mg-La中間合金的步驟(2)中，Mg-Sm中間合金和Mg-La中間合金制備過程的鎂熔體溫度、保溫?cái)嚢钑r(shí)間分別優(yōu)選850℃、35 min和950℃、25 min。

[0038]用Mg元素提取稀土磁性廢料中稀土元素Sm和La分別制備Mg-Sm和Mg-La中間合金的步驟(3)中，上層含稀土元素的鎂熔體澆入水冷鐵?；蜚~模中快速冷卻獲得組織分布均勻的鎂稀土中間合金。

[0039]用Mg元素提取稀土磁性廢料中稀土元素Sm和La分別制備Mg-Sm和Mg-La中間合金的步驟(3)中，按質(zhì)量百分比計(jì)，制備的Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金中Sm或La的含量在10%~40%，而且雜質(zhì)元素(如：Co、Fe等)總含量< 0.1%。

[0040]再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)按6101鋁合金國(guó)標(biāo)成分要求配制合金原料;

(2)將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至740℃~770℃;

(3)以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得鋁合金熔體;

(4)將合金熔體溫度降低至690℃~720℃，6101鋁合金中鎂元素的一部分含量以Al-Mg中間合金的形式加入;

(5)將熔體溫度加熱到740℃~770℃，向熔體中通入精煉劑(按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石)和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6)調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至690℃~720℃，稀土元素Sm或La以及6101鋁合金中其余的Mg以制備的Mg-Sm中間合金或Mg-La中間合金形式加入，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌和保溫靜置，獲得組分均勻合金熔體;

(7)將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8)將鋁合金鑄錠加熱至460℃~490℃，保溫8~16 h進(jìn)行均勻化處理;

(9)將均勻化的鑄錠加熱至510℃~540℃，保溫1~6 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火;

(10)對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11)將變形后的合金型材加熱至175℃~210℃保溫4~18h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料。

[0041]另外，氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣，其主要成分和含量如下：按質(zhì)量百分比計(jì)，60%~90%氟鋁酸鉀、0~24% 氟化鉀、0%~27%氟化鋁、0~6% 氟化鎂。

[0042]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍和應(yīng)用范圍不限于以下實(shí)施例。

[0043]實(shí)施例1

[0044]本實(shí)施例中，按質(zhì)量百分比計(jì)，再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的成分為：稀土元素Sm 0.05%，鐵Fe 0.1%，余量為6101鋁合金。按質(zhì)量百分比計(jì)，6101鋁合金中：鎂0.6%，硅0.35%，余量為Al。

[0045]本實(shí)施例中，Mg-Sm中間合金的制備方法，其步驟如下：

(1)將釤鈷永磁合金廢料依次進(jìn)行表面清潔、烘干，然后在惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，將釤鈷塊體合金破碎成直徑為1~3 mm的顆粒;

(2)按照金屬鎂與釤鈷永磁合金顆粒的質(zhì)量比0.6配料，在氬氣保護(hù)下將鎂塊在加熱爐中熔化，然后將釤鈷永磁合金顆粒逐漸加入鎂熔體中，在850℃下保溫并攪拌35min，隨后靜置30min;

(3)將坩堝中的上層含稀土元素的鎂熔體倒入水冷鐵模中快速冷卻，凝固獲得Mg-Sm中間合金。

[0046]按照質(zhì)量百分比計(jì)，制備的Mg-Sm中間合金成分為：稀土元素Sm 27%、雜質(zhì)元素Fe0.03%和Co 0.04%，余量為Mg。

[0047]本實(shí)施例中，再生稀土元素Sm改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料制備方法，其步驟如下：

(1)按成分要求配制原料;

(2)將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至750℃;

(3)以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得鋁合金熔體;

(4)將合金熔體溫度降低至720℃，鋁合金中一部分鎂以Al-Mg中間合金形式加入;

(5)將熔體溫度加熱到750℃，向熔體中通入精煉劑(按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石)和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6)調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至720℃，稀土元素Sm和剩余一分部Mg以上述制備的Mg-Sm中間合金形式加入，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌和保溫靜置，獲得組分均勻合金熔體;

(7)將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8)將鋁合金鑄錠加熱至470℃，保溫12 h進(jìn)行均勻化處理;

(9)將均勻化的鑄錠加熱至530℃，保溫4 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火處理;

(10)對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11)將變形后的合金型材加熱至195℃保溫12 h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得用二次稀土金屬Sm改性的6101鋁合金材料。

[0048]如圖1所示，本實(shí)施例再生稀土元素Sm改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的微觀組織，材料的抗拉強(qiáng)度為225 MPa，電導(dǎo)率為58.31%IACS。

[0049]實(shí)施例2

[0050]本實(shí)施例中，按質(zhì)量百分比計(jì)，再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的成分為：稀土元素Sm 0.1%，鐵Fe 0.1%，余量為6101鋁合金。按質(zhì)量百分比計(jì)，6101鋁合金中：鎂0.6%，硅0.35%，余量為Al。

[0051]本實(shí)施例中，Mg-Sm中間合金的制備方法，其步驟如下：

(1)將釤鈷永磁合金廢料依次進(jìn)行表面清潔、烘干，然后在惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，將釤鈷塊體合金破碎成直徑為1~3 mm的顆粒;

(2)按照金屬鎂與釤鈷永磁合金顆粒的質(zhì)量比0.6配料，在氬氣保護(hù)下將鎂塊在加熱爐中熔化，然后將釤鈷永磁合金顆粒逐漸加入鎂熔體中，在850℃下保溫并攪拌35min，隨后靜置30min;

(3)將坩堝中的上層含稀土元素的鎂熔體倒入水冷鐵模中快速冷卻，凝固獲得Mg-Sm中間合金。

[0052]按照質(zhì)量百分比計(jì)，制備的Mg-Sm中間合金成分為：稀土元素Sm 27%、雜質(zhì)元素Fe0.02%和Co 0.05%，余量為Mg。

[0053]本實(shí)施例中，再生稀土元素Sm改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料制備方法，其步驟如下：

(1)按成分要求配制原料;

(2)將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至750℃;

(3)以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得鋁合金熔體;

(4)將合金熔體溫度降低至720℃，鋁合金中一部分鎂以Al-Mg中間合金形式加入;

(5)將熔體溫度加熱到750℃，向熔體中通入精煉劑(按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石)和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6)調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至720℃，稀土元素Sm和剩余一分部Mg以上述制備的Mg-Sm中間合金形式加入，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌和保溫靜置，獲得組分均勻合金熔體;

(7)將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8)將鋁合金鑄錠加熱至470℃，保溫12 h進(jìn)行均勻化處理;

(9)將均勻化的鑄錠加熱至530℃，保溫4 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火處理;

(10)對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11)將變形后的合金型材加熱至195℃保溫12 h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得用二次稀土金屬Sm改性的6101鋁合金材料。

[0054]如圖2所示，本實(shí)施例再生稀土元素Sm改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的微觀組織，材料抗拉強(qiáng)度為231 MPa，電導(dǎo)率為59.02%IACS。與實(shí)施例1相比較，本實(shí)施例適當(dāng)增加Sm添加量可使富鐵相變得更加細(xì)小，有針狀轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀，而且可同時(shí)增加材料強(qiáng)度和電導(dǎo)率。

[0055]實(shí)施例3

[0056]本實(shí)施例中，按質(zhì)量百分比計(jì)，再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的成分為：稀土元素Sm 0.25%，鐵Fe 0.05%，余量為6101鋁合金。按質(zhì)量百分比計(jì)，6101鋁合金中：鎂0.6%，硅0.35%，余量為Al。

[0057]本實(shí)施例中，Mg-Sm中間合金的制備方法，其步驟如下：

(1)將釤鈷永磁合金廢料依次進(jìn)行表面清潔、烘干，然后在惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，將釤鈷塊體合金破碎成直徑為1~3 mm的顆粒;

(2)按照金屬鎂與釤鈷永磁合金顆粒的質(zhì)量比0.6配料，在氬氣保護(hù)下將鎂塊在加熱爐中熔化，然后將釤鈷永磁合金顆粒逐漸加入鎂熔體中，在850℃下保溫并攪拌35min，隨后靜置30min;

(3)將坩堝中的上層含稀土元素的鎂熔體倒入水冷鐵模中快速冷卻，凝固獲得Mg-Sm中間合金。

[0058]按照質(zhì)量百分比計(jì)，制備的Mg-Sm中間合金成分為：稀土元素Sm 27%、雜質(zhì)元素Fe0.01%和Co 0.03%，余量為Mg。

[0059]本實(shí)施例中，再生稀土元素Sm改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料制備方法，其步驟如下：

(1)按成分要求配制原料;

(2)將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至750℃;

(3)以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得鋁合金熔體;

(4)將合金熔體溫度降低至720℃，鋁合金中一部分鎂以Al-Mg中間合金形式加入;

(5)將熔體溫度加熱到750℃，向熔體中通入精煉劑(按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石)和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6)調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至720℃，稀土元素Sm和剩余一分部Mg以上述制備的Mg-Sm中間合金形式加入，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌和保溫靜置，獲得組分均勻合金熔體;

(7)將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8)將鋁合金鑄錠加熱至470℃，保溫12 h進(jìn)行均勻化處理;

(9)將均勻化的鑄錠加熱至530℃，保溫4 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火處理;

(10)對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11)將變形后的合金型材加熱至195℃保溫12 h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得用二次稀土金屬Sm改性的6101鋁合金材料。

[0060]如圖3所示，本實(shí)施例再生稀土元素Sm改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的微觀組織，材料抗拉強(qiáng)度為214 MPa，電導(dǎo)率為58.11%IACS。與實(shí)施例2相比較，本實(shí)施例繼續(xù)增加Sm添加量但產(chǎn)生更多針狀富鐵相，而且材料強(qiáng)度和電導(dǎo)率略有下降。

[0061]實(shí)施例4

[0062]本實(shí)施例中，按質(zhì)量百分比計(jì)，再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的成分為：稀土La 0.05%，鐵Fe 0.08%，余量為6101鋁合金。按質(zhì)量百分比計(jì)，6101鋁合金中：鎂0.6%，硅0.35%，余量為Al。

[0063]本實(shí)施例中，Mg-La中間合金的制備方法，其步驟如下：

(1)將鑭鐵硅合金廢料依次進(jìn)行表面清潔、烘干，然后在惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，將鑭鐵硅塊體合金破碎成直徑為1~3 mm的顆粒;

(2)按照金屬鎂與鑭鐵硅合金顆粒的質(zhì)量比0.3配料，在氬氣保護(hù)下將鎂塊在加熱爐中熔化，然后將鑭鐵硅合金顆粒逐漸加入鎂熔體中，在950℃下保溫并攪拌35min，隨后靜置30min;

(3)將坩堝中的上層含稀土元素的鎂熔體倒入水冷鐵模中快速冷卻，凝固獲得Mg-La中間合金。

[0064]按照質(zhì)量百分比計(jì)，制備的Mg-La中間合金成分為：稀土La 21%、雜質(zhì)元素Fe0.04%和Co 0.02%，余量為Mg。

[0065]本實(shí)施例中，再生稀土La改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料制備方法，其步驟如下：

(1)按成分要求配制原料;

(2)將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至750℃;

(3)以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得鋁合金熔體;

(4)將合金熔體溫度降低至720℃，鋁合金中一部分鎂以Al-Mg中間合金形式加入;

(5)將熔體溫度加熱到750℃，向熔體中通入精煉劑(按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石)和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6)調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至720℃，稀土元素La和剩余一分部Mg以上述制備的Mg-La中間合金形式加入，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌和保溫靜置，獲得組分均勻合金熔體;

(7)將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8)將鋁合金鑄錠加熱至470℃，保溫12 h進(jìn)行均勻化處理;

(9)將均勻化的鑄錠加熱至530℃，保溫4 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火處理;

(10)對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11)將變形后的合金型材加熱至195℃保溫12 h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得用二次稀土金屬La改性的6101鋁合金材料。

[0066]如圖4所示，本實(shí)施例再生稀土La改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的微觀組織，材料的抗拉強(qiáng)度為219 MPa，電導(dǎo)率為58.45%IACS。

[0067]實(shí)施例5

[0068]本實(shí)施例中，按質(zhì)量百分比計(jì)，再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的成分為：稀土La 0.1%，鐵Fe 0.06%，余量為6101鋁合金。按質(zhì)量百分比計(jì)，6101鋁合金中：鎂0.6%，硅0.35%，余量為Al。

[0069]本實(shí)施例中，Mg-La中間合金的制備方法，其步驟如下：

(1)將鑭鐵硅合金廢料依次進(jìn)行表面清潔、烘干，然后在惰性氣體保護(hù)環(huán)境下，將鑭鐵硅塊體合金破碎成直徑為1~3 mm的顆粒;

(2)按照金屬鎂與鑭鐵硅合金顆粒的質(zhì)量比0.3配料，在氬氣保護(hù)下將鎂塊在加熱爐中熔化，然后將鑭鐵硅合金顆粒逐漸加入鎂熔體中，在950℃下保溫并攪拌35min，隨后靜置30min;

(3)將坩堝中的上層含稀土元素的鎂熔體倒入水冷鐵模中快速冷卻，凝固獲得Mg-La中間合金。

[0070]按照質(zhì)量百分比計(jì)，制備的Mg-La中間合金成分為：稀土La 21%、雜質(zhì)元素Fe0.01%和Co 0.02%，余量為Mg。

[0071]本實(shí)施例中，再生稀土La改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料制備方法，其步驟如下：

(1)按成分要求配制原料;

(2)將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至750℃;

(3)以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得鋁合金熔體;

(4)將合金熔體溫度降低至720℃，鋁合金中一部分鎂以Al-Mg中間合金形式加入;

(5)將熔體溫度加熱到750℃，向熔體中通入精煉劑(按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石)和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6)調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至720℃，稀土元素La和剩余一分部Mg以上述制備的Mg-La中間合金形式加入，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌和保溫靜置，獲得組分均勻合金熔體;

(7)將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8)將鋁合金鑄錠加熱至470℃，保溫12 h進(jìn)行均勻化處理;

(9)將均勻化的鑄錠加熱至530℃，保溫4 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火處理;

(10)對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11)將變形后的合金型材加熱至195℃保溫12 h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得用二次稀土金屬La改性的6101鋁合金材料。

[0072]如圖5所示，本實(shí)施例再生稀土La改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的微觀組織，材料抗拉強(qiáng)度為231 MPa，電導(dǎo)率為59.02%IACS。與實(shí)施例4相比較，本實(shí)施例適當(dāng)增加La添加量可使富鐵相變得更加細(xì)小，有針狀轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀，而且可同時(shí)增加材料強(qiáng)度和電導(dǎo)率。

[0073]對(duì)比例1

本對(duì)比例中，按質(zhì)量百分比計(jì)，原生稀土La改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的成分：稀土La 0.1%、鐵Fe 0.1%，余量為6101鋁合金。按質(zhì)量百分比計(jì)，6101鋁合金中：鎂0.6%，硅0.35%，余量為Al。

[0074]本對(duì)比例中，6101鋁合金材料的制備方法，其步驟如下：

(1) 按6101鋁合金的成分要求配制原料;

(2) 將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至750℃;

(3) 以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得鋁合金熔體;

(4) 將合金熔體溫度降低至720℃，以Al-Mg中間合金形式加入鎂元素;

(5) 將熔體溫度加熱到750℃，向熔體中通入精煉劑(按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石)和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6) 調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至720℃，原生稀土La以Al-La中間合金形式加入熔體中，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌和保溫靜置，獲得組分均勻合金熔體;

(7) 將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8) 將鋁合金鑄錠加熱至470℃，保溫12 h進(jìn)行均勻化處理;

(9) 將均勻化的鑄錠加熱至530℃，保溫4 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火處理;

(10) 對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11) 將變形后的合金型材加熱至195℃保溫12 h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得用原生稀土金屬La改性的6101鋁合金材料。

[0075]如圖6所示，本對(duì)比例原生稀土La改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的微觀組織，材料的抗拉強(qiáng)度為234 MPa，電導(dǎo)率為59.10%IACS。實(shí)施例5與本對(duì)比例1比較，分別添加相同量再生稀土La與原生稀土La幾乎具有相同作用效果，再生稀土具有較原生稀土更低成本和低碳環(huán)保。

[0076]對(duì)比例2

本對(duì)比例中，按質(zhì)量百分比計(jì)，無任何稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的成分：鐵Fe 0.1%，余量為6101鋁合金。按質(zhì)量百分比計(jì)，6101鋁合金中：鎂0.6%，硅0.35%，余量為Al。

[0077]本對(duì)比例中，6101鋁合金材料的制備方法，其步驟如下：

(1) 按6101鋁合金的成分要求配制原料;

(2) 將鋁錠放入熔煉爐熔化，調(diào)節(jié)熔體溫度至750℃;

(3) 以Al-Si中間合金、Al-Fe中間合金的形式向熔體中加入硅、鐵元素，并對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌獲得鋁合金熔體;

(4) 將合金熔體溫度降低至720℃，以Al-Mg中間合金形式加入鎂元素;

(5) 將熔體溫度加熱到750℃，向熔體中通入精煉劑(按質(zhì)量百分比計(jì)，其組成為40%鈉冰晶石、46%氟鹽反應(yīng)制備Al5Ti1B中間合金的鹽渣、10%氟化鋁、2%氟化鈣、2%鉀長(zhǎng)石)和通入氬氣進(jìn)行凈化處理;

(6) 調(diào)節(jié)鋁合金熔體溫度至720℃，保溫靜置后，獲得組分均勻合金熔體;

(7) 將合金熔體澆入模具中冷卻，凝固后獲得鋁合金鑄錠;

(8) 將鋁合金鑄錠加熱至470℃，保溫12 h進(jìn)行均勻化處理;

(9) 將均勻化的鑄錠加熱至530℃，保溫4 h對(duì)其進(jìn)行固溶淬火處理;

(10) 對(duì)固溶淬火處理后的鑄錠進(jìn)行軋制變形處理;

(11) 將變形后的合金型材加熱至195℃保溫12 h進(jìn)行時(shí)效處理，獲得用原生稀土金屬La改性的6101鋁合金材料。

[0078]如圖7所示，本對(duì)比例無任何稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料的微觀組織，材料的抗拉強(qiáng)度為202 MPa，電導(dǎo)率為57.34%IACS。本對(duì)比例2與實(shí)施例1-5和對(duì)比例1相比較，表明在6101鋁合金添加適量稀土元素Sm或La均可增加合金中富鐵相的數(shù)量密度，且形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐位蚪蛐?、尺寸得到明顯細(xì)化，以致可同時(shí)提升材料力學(xué)和導(dǎo)電性能。

[0079]實(shí)施結(jié)果表明，本發(fā)明創(chuàng)造性地通過向6101鋁合金中添加從廢舊釤鈷、鑭鐵硅磁體中分別提取回收的稀土元素Sm和La來提高合金的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能，且在添加稀土元素前對(duì)合金熔體進(jìn)行了精煉凈化處理，減弱或避免了合金熔體中各種夾渣/夾雜物對(duì)稀土的不利影響，不僅提供了廢舊釤鈷、鑭鐵硅磁體中二次稀土金屬資源的回收再利用途徑，充分發(fā)揮二次稀土金屬在鋁合金中的作用，也為低成本、高品質(zhì)稀土鋁合金材料的生產(chǎn)提供了方法。本發(fā)明再生稀土改性的高導(dǎo)電6101鋁合金材料具有較高強(qiáng)度和較好的電導(dǎo)率，其抗拉強(qiáng)度≥210 MPa，電導(dǎo)率≥58%IACS。

說明書附圖(7)