一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝，該合金中各元素的質量百分含量為：Si?12-16、Mg?4-6、Zn?2-3、Mn?0.6-1.2、V?0.4-0.8、Cr?0.3-0.5、Ni?0.2-0.3、Ti?0.18-0.22、Co?0.1-0.15、As?0.03-0.05、In?0.02-0.03、P?0.01-0.02、RE?0.08-0.12，余量為Al；本發明適當提高Mg元素的含量，優化Si/Mg配比，合金組織中可以生成大量Mg2Si相，這些硬質顆粒可以顯著提高合金的耐磨性能，同時合金組織中還添加了少量的As、In以及稀土金屬元素，可以改善合金的高溫穩定性。本發明鋁合金型材強度高、高溫穩定性強、耐磨性能優異，可以廣泛應用于工業上的耐磨損零部件。
【專利說明】一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝，屬于鋁合金材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鋁合金材料密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，已成為最具潛力、最廣泛應用的金屬材料之一。一般用于傳動系統零件的金屬材料大都是取用輕量化的鋁合金，且該鋁合金材料需要具有較佳耐磨性的機械性質，然而隨著近年來科學技術以及工業經濟的飛速發展，對鋁合金材料的耐磨性能的要求越來越高，現有的耐磨鋁合金仍存在耐磨性能不能滿足更高要求，且熱穩定性差。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝，該鋁合金型材高溫穩定性強、耐磨性能優異，可以廣泛應用于工業上的耐磨損零部件。
[0004]本發明采用的技術方案如下:
一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝，包括以下步驟:
(I)將爐料投入熔煉爐中進行加熱熔煉，待爐料熔化后，撒上3/5量的覆蓋劑覆蓋，當合金熔液升溫至750-780°C時，用爐料重量0.2-0.3%的NaBF4和0.4-0.6%的C2Cl6進行精煉，入爐靜置10-15min，降溫至720_740°C時，將塊狀變質劑壓入爐中央底部，進行變質處理，變質反應2-3min后，撒上剩余的2/5的覆蓋劑，靜置12_16min后即可進行澆鑄，澆鑄前確保熔液中各合金元素的`質量百分含量為:Si 12-16、Mg 4-6、Zn 2-3, Mn 0.6-1.2,
V0.4-0.8、Cr 0.3-0.5、Ni 0.2-0.3、Ti 0.18-0.22、Co 0.1-0.15、As 0.03-0.05、In0.02-0.03、P 0.01-0.02、RE 0.08-0.12，余量為 Al ；
(2)將熔液連續澆鑄成鑄錠，然后進行均勻化退火處理，即鑄錠先從室溫以80-100 0C /h 升溫至 220-240°C，保溫 5_8h，再以 105-125 °C /h 升溫至 460_490°C，保溫10-15h，然后再以55-65°C /h升溫至540_560°C，保溫6_12h，然后以120_150°C /h降溫至320-3500C /h，保溫4-7h，最后以50_60°C /h降溫至180-240°C，保溫3_5h，出爐空冷至室溫；均勻化退火后，將鑄錠加熱至470-490°C，用擠壓機擠壓成型，擠壓速率為7-10m/min ；
(3)將鋁合金型材加熱至500-520°C，保溫40-50min，然后以320_350°C/h迅速降溫至120-150°C后放入0-5°C冰鹽水中降至50°C以下；然后將從鹽水中取出的鋁合金型材先以 30-40°C /h 升溫至 80-90°C，保溫 15_20h，再以 50_60°C /h 升溫至 160_180°C，保溫
3-5h，再以40-50°C /h降溫至80-90°C，保溫10_15h ;冷卻至室溫后再以40_50°C /h升溫至170-190°C，保溫4-6h，再以50-60°C /h降溫至至70_80°C，保溫10_15h，隨爐空冷至室溫；
(4)時效處理后的鋁合金型材經過陽極氧化、電泳涂漆等工序后即得高耐磨鋁合金型材。
[0005]所述的覆蓋劑由下列重量份的原料混合而成:碳酸鈉10-15、氯化鉀5-10、玻璃粉8-12、剛玉粉5-10、螢石粉5-10、椰殼炭粉4-6、氮化鋁3_5、鎂砂粉6_9、莫來石粉8_12、凹凸棒土 5_10。
[0006]所述的塊狀變質劑的質量百分比成分為:La 5-8、Ho 3-6, Yb 2-3, Si 10-14, As
4-7、In 3-5,P 2_3、余量為Al ;其由混合稀土金屬錠、AlPSi中間合金、AlAsIn中間合金和純鋁錠經熔煉、精煉、除氣除渣、攪拌均勻后，澆鑄成塊狀制得。
[0007]本發明的有益效果:
本發明適當提高Mg元素的含量，優化Si/Mg配比，合金組織中可以生成大量Mg2Si相，這些硬質顆粒可以顯著提高合金的耐磨性能，同時合金組織中還添加了少量的As、In以及稀土金屬元素，可以改善合金的高溫穩定性。本發明鋁合金型材強度高、高溫穩定性強、耐磨性能優異，可以廣泛應用于工業上的耐磨損零部件。
【具體實施方式】
[0008]一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝，包括以下步驟:
(I)將爐料投入熔煉爐中進行加熱熔煉，待爐料熔化后，撒上3/5量的覆蓋劑覆蓋，當合金熔液升溫至765°C時，用爐料重量0.3%的NaBF4和0.5%的C2Cl6進行精煉，入爐靜置15min，降溫至730°C時，將塊狀變質劑壓入爐中央底部，進行變質處理，變質反應2min后，撒上剩余的2/5的覆蓋劑，靜置14min后即可進行澆鑄，澆鑄前確保熔液中各合金元素的質量百分含量為:Si 12-16、Mg 4-6、Zn 2-3、Mn 0.6-1.2、V 0.4-0.8、Cr 0.3-0.5、Ni0.2-0.3、Ti 0.18-0.22、Co 0.1-0.15、As 0.03-0.05、In 0.02-0.03、P 0.01-0.02、RE
0.08-0.12，余量為 Al ；
(2)將熔液連續澆鑄成鑄錠，然后進行均勻化退火處理，即鑄錠先從室溫以90°C/h升溫至230°C，保溫6h，再以110°C /h升溫至480°C，保溫12h，然后再以60°C /h升溫至5500C，保溫8h，然后以140°C /h降溫至340°C /h，保溫6h，最后以50°C /h降溫至210°C，保溫4h，出爐空冷至室溫；均勻化退火后，將鑄錠加熱至480°C，用擠壓機擠壓成型，擠壓速率為 9m/min ；
(3)將鋁合金型材加熱至510°C，保溫45min，然后以330°C/h迅速降溫至140°C后放入2°C冰鹽水中降至50°C以下；然后將從鹽水中取出的鋁合金型材先以40°C /h升溫至90 V，保溫18h，再以60 V /h升溫至180 V，保溫4h，再以50°C /h降溫至80 V，保溫15h ；冷卻至室溫后再以50°C /h升溫至180°C，保溫5h，再以60°C /h降溫至至80°C，保溫12h，隨爐空冷至室溫；
(4)時效處理后的鋁合金型材經過陽極氧化、電泳涂漆等工序后即得高耐磨鋁合金型材。
[0009]所述的覆蓋劑由下列重量(kg)的原料混合而成:碳酸鈉12、氯化鉀8、玻璃粉10、剛玉粉6、螢石粉8、椰殼炭粉5、氮化鋁4、鎂砂粉7、莫來石粉10、凹凸棒土 10。
[0010]所述的塊狀變質劑的質量百分比成分為:La 5-8、Ho 3_6、Yb 2_3、Si 10-14, As
4-7、In 3-5,P 2_3、余量為Al ;其由混合稀土金屬錠、AlPSi中間合金、AlAsIn中間合金和純鋁錠經熔煉、精煉、除氣除渣、攪拌均勻后，澆鑄成塊狀制得。
[0011]本實施例制得的鋁合金型材經檢驗，其力學性能為:抗拉強度374Mpa，屈服強度為248Mpa，伸長率為11.2%。[0012] 該鋁合金型材在0.065-4.5m/s的摩擦速度、潤滑油作為介質條件下，其磨耗量(0.01Og/cm2，說明該鋁合金型材具有優異的耐磨性能。
【權利要求】
1.一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)將爐料投入熔煉爐中進行加熱熔煉，待爐料熔化后，撒上3/5量的覆蓋劑覆蓋，當合金熔液升溫至750-780 °C時，用爐料重量0.2-0.3%的NaBF4和0.4-0.6%的C2Cl6進行精煉，入爐靜置10-15min，降溫至720_740°C時，將塊狀變質劑壓入爐中央底部，進行變質處理，變質反應2-3min后，撒上剩余的2/5的覆蓋劑，靜置12_16min后即可進行澆鑄，澆鑄前確保熔液中各合金元素的質量百分含量為:Si 12-16、Mg 4-6、Zn 2-3, Mn 0.6-1.2,V0.4-0.8、Cr 0.3-0.5、Ni 0.2-0.3、Ti 0.18-0.22、Co 0.1-0.15、As 0.03-0.05、In0.02-0.03、P 0.01-0.02、RE 0.08-0.12，余量為 Al ； (2)將熔液連續澆鑄成鑄錠，然后進行均勻化退火處理，即鑄錠先從室溫以80-100°C/h升溫至220-240°C，保溫5-8h，再以105_125°C /h升溫至460_490°C，保溫10_15h，然后再以 55-65°C /h 升溫至 540-560°C，保溫 6_12h，然后以 120_150°C /h 降溫至 320_350°C /h,保溫4-7h，最后以50-60°C /h降溫至180-240°C，保溫3_5h，出爐空冷至室溫；均勻化退火后，將鑄錠加熱至470-490°C，用擠壓機擠壓成型，擠壓速率為7-10m/min ； (3)將鋁合金型材加熱至500-520°C，保溫40-50min，然后以320-350°C/h迅速降溫至120-150°C后放入0-5°C冰鹽水中降至50°C以下；然后將從鹽水中取出的鋁合金型材先以30-40 V /h升溫至80-90 V，保溫15_20h，再以50-60 V /h升溫至160-180 V，保溫3-5h，再以40-50°C /h降溫至80-90°C，保溫10_15h ;冷卻至室溫后再以40_50°C /h升溫至170-190°C，保溫4-6h，再以50-60°C /h降溫至至70_80°C，保溫10_15h，隨爐空冷至室溫； (4)時效處理后的鋁合金型材經過陽極氧化、電泳涂漆等工序后即得高耐磨鋁合金型材。
2.根據權利要求1所述的一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝，其特征在于，所述的覆蓋劑由下列重量份的原料混合而成:碳酸鈉I O-15、氯化鉀5-10、玻璃粉8-12、剛玉粉5-10、螢石粉5-10、椰殼炭粉4-6、氮化鋁3-5、鎂砂粉6-9、莫來石粉8_12、凹凸棒土 5_10。
3.根據權利要求1所述的一種高耐磨鋁合金型材的生產工藝，其特征在于，所述的塊狀變質劑的質量百分比成分為:La 5-8,Ho 3-6,Yb 2-3,Si 10-14,As 4-7、In 3-5,P 2-3、余量為Al ;其由混合稀土金屬錠、AlPSi中間合金、AlAsIn中間合金和純鋁錠經熔煉、精煉、除氣除渣、攪拌均勻后，澆鑄成塊狀制得。
【文檔編號】C22C1/06GK103484697SQ201310348496
【公開日】2014年1月1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