本发明涉及铝合金，尤其涉及一种高强度稀土掺杂铝合金及其制备方法。
背景技术：
1、铝是产量仅次于钢铁的第二大类金属材料，由于性能好，用途广，需量大，且回收成本低，被誉为“万能金属”，随着科技的不断进步和社会需求的不断增长，铝合金在工业中的应用日益广泛，如航空航天、汽车、船舶、建筑、电子等领域，铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如在纯铝中添加锰元素研制出的al-mn合金、在纯铝中添加铜元素研制出al-cu合金、在纯铝中同时添加铜和镁元素研制出al-cu-mg系硬铝合金、在纯铝中同时添加锌、镁、铜元素研制出al-zn-mg-cu系超硬铝合金等。
2、但随着应用领域的需求增多，对铝合金的强度性能越发重视，且性能要求也越来越高，而传统的铝合金的强度低，在长期外界环境的使用条件下，容易出现磨损、断裂等情况，因此本发明提出一种高强度稀土掺杂铝合金及其制备方法以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明的目的在于提出一种高强度稀土掺杂铝合金及其制备方法，该种高强度稀土掺杂铝合金及其制备方法通过掺杂稀土元素，提高铝合金强度的优点，能解决现有技术中存在的问题。
2、为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种高强度稀土掺杂铝合金及其制备方法，包括合金材料和稀土材料，所述合金材料包括以下重量百分比原料：镁0.3～0.6％、硅0.3～0.5％、锂0.05～0.15％、锆0.1～0.2％、铜0.4～0.5％和钛0.05～0.10％，所述稀土材料包括以下重量百分比原料：铈1.0～1.5％、镧0.1～0.2％、钕0.6～1.1％和钪0.1～0.3％，余量为铝和不可避免的杂质，所述合金材料和稀土材料均为粉末状，所述合金材料、稀土材料、铝和不可避免的杂质总和为100％。
3、进一步改进在于：包括合金材料和稀土材料，所述合金材料包括以下重量百分比原料：镁0.6％、硅0.5％、锂0.15％、锆0.2％、铜0.5％和钛0.10％，所述稀土材料包括以下重量百分比原料：铈1.5％、镧0.2％、钕1.1％和钪0.3％，余量为铝和不可避免的杂质，所述合金材料、稀土材料、铝和不可避免的杂质总和为100％。
4、进一步改进在于：包括合金材料和稀土材料，所述合金材料包括以下重量百分比原料：镁0.3％、硅0.3％、锂0.05％、锆0.1％、铜0.4％和钛0.05％，所述稀土材料包括以下重量百分比原料：铈1.0％、镧0.1％、钕0.6％和钪0.1％，余量为铝和不可避免的杂质，所述合金材料、稀土材料、铝和不可避免的杂质总和为100％。
5、一种高强度稀土掺杂铝合金的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤一、材料准备及处理
7、根据配方准确称取相应的合金材料、稀土材料和铝材料，并将称取好的材料放置于烘干箱内，进行干燥，干燥后进行混合处理，备用；
8、步骤二、初步熔炼
9、先将步骤一中的铝材料放入真空熔炼炉中，进行第一次加热，使铝材料呈熔融状态后，加入合金材料，进行第二次加热，在第二次加热的过程中，进行搅拌，加热20～30min后，加入稀土材料，进行第三次加热，完成后得到铝合金溶液；
10、步骤三、稀土掺杂铝合金铸造
11、在步骤二中，得到铝合金溶液后，降低温度至650～680℃，静置30～40min，静置后进行除渣，除渣后进行铝合金溶液成分分析，确保符合原料配方，之后再降低温度，至550～600℃，进行模装，即得到稀土掺杂铝合金；
12、步骤四、后处理
13、采用固溶处理和时效处理的方式，对得到的稀土掺杂铝合金进行热处理，提高稀土掺杂铝合金的性能，从而得到高强度稀土掺杂铝合金，完成制备。
14、进一步改进在于：所述步骤一中，烘干箱内温度为80～100℃，干燥时间为3～4h。
15、进一步改进在于：所述步骤一中，所述混合处理的方式为：将干燥后的合金材料进行第一次混合，得到混合料a，然后将干燥后的稀土材料进行第二次混合，得到混合料b。
16、进一步改进在于：所述步骤二中，第一次加热温度为720～750℃，第二次加热温度为740～770℃，第三次加热温度均为760～790℃。
17、进一步改进在于：所述步骤四中，固溶处理和时效处理的具体步骤为：
18、s1：将稀土掺杂铝合金加热至250～350℃，保温0.5～1h；
19、s2：升高温度至450～500℃，保温10～20min；
20、s2：保温后降低温度至350～400℃，保温20～30min后，迅速进行淬火
21、s4：淬火后，在室温环境下，进行自然时效处理，时间为12～72h。
22、本发明的有益效果为：本发明提供的高强度稀土掺杂铝合金在铝合金材料的基础上，掺杂稀土元素铈、镧、钕和钪，从而制得高强度稀土掺杂铝合金，利用稀土元素提高铝合金的性能，同时在铝合金材料上，通过加入铜元素、镁元素和锂元素，提升铝合金基体材料的强度和硬度，进一步的再通过加入硅元素和钛元素，提高铝合金基体材料性能，从而综合提升稀土掺杂铝合金的强度，继而满足日益增长的性能需求。
1.一种高强度稀土掺杂铝合金，其特征在于：包括合金材料和稀土材料，所述合金材料包括以下重量百分比原料：镁0.3～0.6％、硅0.3～0.5％、锂0.05～0.15％、锆0.1～0.2％、铜0.4～0.5％和钛0.05～0.10％，所述稀土材料包括以下重量百分比原料：铈1.0～1.5％、镧0.1～0.2％、钕0.6～1.1％和钪0.1～0.3％，余量为铝和不可避免的杂质，所述合金材料和稀土材料均为粉末状，所述合金材料、稀土材料、铝和不可避免的杂质总和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种高强度稀土掺杂铝合金，其特征在于：包括合金材料和稀土材料，所述合金材料包括以下重量百分比原料：镁0.6％、硅0.5％、锂0.15％、锆0.2％、铜0.5％和钛0.10％，所述稀土材料包括以下重量百分比原料：铈1.5％、镧0.2％、钕1.1％和钪0.3％，余量为铝和不可避免的杂质，所述合金材料、稀土材料、铝和不可避免的杂质总和为100％。
3.根据权利要求1所述的一种高强度稀土掺杂铝合金，其特征在于：包括合金材料和稀土材料，所述合金材料包括以下重量百分比原料：镁0.3％、硅0.3％、锂0.05％、锆0.1％、铜0.4％和钛0.05％，所述稀土材料包括以下重量百分比原料：铈1.0％、镧0.1％、钕0.6％和钪0.1％，余量为铝和不可避免的杂质，所述合金材料、稀土材料、铝和不可避免的杂质总和为100％。
4.一种应用于权利要求1所述的一种高强度稀土掺杂铝合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种高强度稀土掺杂铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，烘干箱内温度为80～100℃，干燥时间为3～4h。
6.根据权利要求4所述的一种高强度稀土掺杂铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，所述混合处理的方式为：将干燥后的合金材料进行第一次混合，得到混合料a，然后将干燥后的稀土材料进行第二次混合，得到混合料b。
7.根据权利要求4所述的一种高强度稀土掺杂铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，第一次加热温度为720～750℃，第二次加热温度为740～770℃，第三次加热温度均为760～790℃。
8.根据权利要求4所述的一种高强度稀土掺杂铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，固溶处理和时效处理的具体步骤为：
