一種低膨脹鋁合金型材及其制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種低膨脹鋁合金型材及其制造方法，其各元素按質量百分比組成為：Si4.4-5.2、Cu1.2-1.6、Mg0.4-0.8、Zn0.3-0.5、Mn0.2-0.3、Be0.15-0.25、Mo0.08-0.14、V0.05-0.1、Tc0.04-0.08、Fe0.03-0.05、Y0.05-0.08、Pr0.03-0.06、Tb0.02-0.04、余量為鋁。本發明制得的鋁合金型材高致密低膨脹，熱裂傾向小，強度高，高溫力學性能優異，焊接和可切削性良好，應用領域廣泛。
【專利說明】一種低膨脹鋁合金型材及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種低膨脹鋁合金型材及其制造方法，屬于鋁合金材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鋁合金由于其密度小、比強度和比剛度高、彈性好、抗沖擊性能良好、耐腐蝕、耐磨、易表面著色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等特點，廣泛應用于汽車、機械制造、船舶、建筑、裝修等領域。汽車發動機活塞支承環、車輛軸承合金、計算機硬盤基板等都需要鋁合金的膨脹率低、尺寸穩定性好、強度高等性質，方可長久工作。

【發明內容】

[0003]為了解決上述問題，本發明提供了一種低膨脹鋁合金型材及其制造方法，降低鋁合金的膨脹率。
[0004]本發明采用的技術方案如下:
一種低膨脹鋁合金型材，其各元素按質量百分比組成為:Si 4.4-5.2、Cu 1.2-1.6、Mg 0.4-0.8, Zn 0.3-0.5, Mn 0.2-0.3, Be 0.15-0.25, Mo 0.08-0.14, V 0.05-0.K Tc
0.04-0.08、Fe 0.03-0.05, Y 0.05-0.08, Pr 0.03-0.06, Tb 0.02-0.04、余量為鋁。
[0005]低膨脹鋁合金型材的制造方法，按上述合金成分將配好的爐料投入熔煉爐，加熱至765-785°C，待金屬全部熔化，攪拌30-40分鐘，檢測合金成分并調整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為715-735°C，精煉時間為18-24分鐘，精煉完畢后靜置20-30分鐘，扒渣后開始澆鑄，鑄造溫度為720-740°C，鑄造速度為60-80mm/min，冷卻水流量為1650-1750L/min ;澆鑄后升溫至450-470°C，保溫12-16小時，再降溫至320_340°C，保溫5_10小時，再降溫至160-190°C，保溫4-6小時；然后將鑄錠加熱至490-510°C，用擠壓機擠壓成型，擠壓速率為2-3mm/s ;將擠壓成型后的鋁合金型材先以70_80°C /h升溫至320_350°C，保溫1-1.5h，再以 80-100°C /h 升溫至 490-520°C，保溫 50_60min，然后以 240_280°C /h迅速降溫至110-130°C，再放入0-5°C冰鹽水中迅速降至50°C以下；然后將從鹽水中取出的鋁合金型材先以40-60°C /h升溫至150-180°C，保溫8_12h ;然后以30_50°C /h降溫至80_90°C，保溫
4-7h ;再以 40-50°C /h 升溫至 160-190°C，保溫 3_6h，最后以 50-60°C /h 降溫至 70-80°C，保溫5-10h，出爐空冷至室溫即得本發明鋁合金型材。
[0006]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鉀5-10、氯化鈉8-12、氟化鋁5-10、氮化鎂8-12、硼化鈦4_8、冰晶石10-15、硅灰石4_8、膨潤土 3-5 ；b.將上述冰晶石、硅灰石、膨潤土粉碎過300-400目篩，混合均勻后，加入2-3%的氮化鋁、
0.5-1%的雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯、1-2%的納米碳、1-1.5%的硬脂酸鋅，2000-3000rpm高速攪拌10_15min，取出烘干，在1200-1600°C下煅燒2_3h，然后水淬冷卻，研碎，待用；c.將其余各原料加熱至750-800°C，待其全部熔融后，澄清l_2h，將上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的顆粒，研細過200-400目篩，待用；d.將步驟b、c得到的物料混合攪拌即得所述精煉劑。[0007]本發明精煉劑的脫雜質率在65-75%之間，去除合金液中的夾雜物及使夾雜物變性效果好、凈化合金液提高了內部質量，氣孔度降低1-2度，得到有效的控制。
[0008]本發明的有益效果:
本發明制得的鋁合金型材高致密低膨脹，熱裂傾向小，強度高，高溫力學性能優異，焊接和可切削性良好，應用領域廣泛。
【具體實施方式】
[0009]一種低膨脹鋁合金型材，其各元素按質量百分比組成為:Si 4.4-5.2、Cu
1.2-1.6, Mg 0.4-0.8, Zn 0.3-0.5, Mn 0.2-0.3, Be 0.15-0.25, Mo 0.08-0.14, V
0.05-0.1、Tc 0.04-0.08、Fe 0.03-0.05、Y 0.05-0.08、Pr 0.03-0.06、Tb 0.02-0.04、余
量為招。
[0010]低膨脹鋁合金型材的制造方法，按上述合金成分將配好的爐料投入熔煉爐，加熱至780°C，待金屬全部熔化，攪拌30分鐘，檢測合金成分并調整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為720°C，精煉時間為22分鐘，精煉完畢后靜置25分鐘，扒渣后開始澆鑄，鑄造溫度為730°C，鑄造速度為70mm/min，冷卻水流量為1700 L/min ;澆鑄后升溫至460°C，保溫14小時，再降溫至330°C，保溫8小時，再降溫至180°C，保溫5小時；然后將鑄錠加熱至505°C，用擠壓機擠壓成型，擠壓速率為2.5mm/s ;將擠壓成型后的鋁合金型材先以80°C /h升溫至3400C，保溫lh，再以90°C /h升溫至510°C，保溫50min，然后以260°C /h迅速降溫至120°C，再放入2°C冰鹽水中迅速降至50° C以下；然后將從鹽水中取出的鋁合金型材先以50°C /h升溫至160°C，保溫IOh ;然后以40°C /h降溫至80°C，保溫6h ;再以50°C /h升溫至180°C，保溫4h，最后以60°C /h降溫至70°C，保溫7h，出爐空冷至室溫即得本發明鋁合金型材。
[0011]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量(kg)的原料:氯化鉀10、氯化鈉8、氟化鋁6、氮化鎂10、硼化鈦6、冰晶石12、硅灰石6、膨潤土 4 ;b.將上述冰晶石、硅灰石、膨潤土粉碎過300目篩，混合均勻后，加入2%的氮化鋁、0.6%的雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯、1%的納米碳、1.5%的硬脂酸鋅，3000rpm高速攪拌lOmin，取出烘干，在1450°C下煅燒2h，然后水淬冷卻，研碎，待用；c.將其余各原料加熱至780°C，待其全部熔融后，澄清lh，將上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的顆粒，研細過300目篩，待用；d.將步驟b、c得到的物料混合攪拌即得所述精煉劑。
[0012]所得的鋁合金型材經檢驗力學性能為:抗拉強度464Mpa，屈服強度為346Mpa，伸長率為9.8%，在250-400°C下的熱膨脹系數在6.8X 10-6-7.2Χ 10-6之間。
【權利要求】
1.一種低膨脹鋁合金型材，其特征在于:其各元素按質量百分比組成為:Si 4.4-5.2、Cu 1.2-1.6, Mg 0.4-0.8, Zn 0.3-0.5, Mn 0.2-0.3, Be 0.15-0.25, Mo 0.08-0.14, V0.05-0.1、Tc 0.04-0.08、Fe 0.03-0.05、Y 0.05-0.08、Pr 0.03-0.06、Tb 0.02-0.04、余量為招。
2.如權利要求1所述的低膨脹鋁合金型材的制造方法，其特征在于:按上述合金成分將配好的爐料投入熔煉爐，加熱至765-785°C，待金屬全部熔化，攪拌30-40分鐘，檢測合金成分并調整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為715-735°C，精煉時間為18-24分鐘，精煉完畢后靜置20-30分鐘，扒渣后開始澆鑄，鑄造溫度為720-740°C，鑄造速度為60-80mm/min,冷卻水流量為1650-1750 L/min ;澆鑄后升溫至450_470°C，保溫12-16小時，再降溫至320-340°C，保溫5-10小時，再降溫至160_190°C，保溫4_6小時；然后將鑄錠加熱至490-510°C，用擠壓機擠壓成型，擠壓速率為2-3mm/s ;將擠壓成型后的鋁合金型材先以 70-80°C /h 升溫至 320-350°C，保溫 1-1.5h，再以 80-100°C /h 升溫490_520°C，保溫50-60min，然后以240-280°C /h迅速降溫至110_130°C，再放入0_5°C冰鹽水中迅速降至50°C以下；然后將從鹽水中取出的鋁合金型材先以40-60°C /h升溫至150-180°C，保溫8-12h ;然后以 30-50°C /h 降溫至 80-90°C，保溫 4-7h ;再以 40_50°C /h 升溫至 160_190°C，保溫3-6h，最后以50-60°C /h降溫至70-80°C，保溫5_10h，出爐空冷至室溫即得本發明鋁合金型材； 所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鉀5-10、氯化鈉8-12、氟化鋁5-10、氮化鎂8-12、硼化鈦4-8、冰晶石10-15、硅灰石4-8、膨潤土 3-5 ；b.將上述冰晶石、硅灰石、膨潤土粉碎過300-400目篩，混合均勻后，加入2-3%的氮化鋁、0.5-1%的雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯、1-2%的納米碳、1-1.5%的硬脂酸鋅，2000-3000rpm高速攪拌10-15min，取出烘干，在1200-1600°C下煅燒2_3h，然后水淬冷卻，研碎，待用；c.將其余各原料加熱至750-800°C，待其全部熔融后，澄清l_2h，將上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的顆粒，研細過200-400目篩，待用；d.將步驟b、c得到的物料混合攪拌即得所述精煉劑。
【文檔編號】C22C21/02GK103469020SQ201310348320
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月12日 優先權日:2013年8月12日
【發明者】徐興洪 申請人:安徽盛達前亮鋁業有限公司