一種高強度的鋁合金及制備方法與流程

文檔序號：11146525閱讀：791來源：國知局

本發明涉及一種鋁合金，特別是一種高強度的鋁合金及制備方法。

背景技術：

目前，在許多場合，無論是建筑、電力、冶金、化工、航空等領域中，鋁合金材料被廣泛應用，成為了不可缺少的一種材料。隨著應用領域的需求增多，對鋁合金的強度性能越發重視。而且，長期暴露室外的鋁合金制品的強度、耐腐蝕性、耐磨性等都不太理想，在風吹日曬雨淋的環境下，鋁合金制品的壽命也會大大縮短，出現磨損、斷裂等情況。所以急需一種高強度的鋁合金及制備方法的提出。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種耐腐蝕、耐磨、強度高的一種高強度的鋁合金，以及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明所設計的一種高強度的鋁合金及制備方法，包括硅3-7%、鎂1.5-1.8%、鐵0.25-0.30%、鈷0.05-0.15%、鈣0.04-0.1%、鉬0.02-0.05%、釤0.05-0.15%；余量為鋁，其中，鈷與釤的質量比為1:1，鈣與鉬的質量比為 2:1，其中百分比為質量百分比。

一種高強度的鋁合金的制備方法如下：

第一步：將粉末狀的3-7%硅、0.25-0.30%鐵、0.05-0.15%鈷、0.0,4-0.1%鈣、0.02-0.05%鉬、0.05-0.15%釤按原料配方混合均勻，且鈷與釤的質量比為1:1，鈣與鉬的質量比為 2:1，投入爐中進行熔化，爐內溫度為700-730℃，并攪拌20分鐘；

第二步：將鋁和1.5-1.8%鎂粉碎成粉末狀，爐內升溫至740-760℃后，再將粉末狀的鋁投入爐內，攪拌10-20分鐘后，加入粉末狀的鎂，充分混合后，進行精煉、扒渣、鋁液化學元素快速分析，若分析結果與原料配方有差別，補料進行調整；

第三步：爐內溫度保持在700-720℃下30分鐘，冷卻至600℃；

第四步：鋁液取出進行模裝，冷卻即可得到高強度的鋁合金。

其中，硅的加入有利于增強鋁合金的延伸性、增大抗張強度，但是過少達不到效果，過多會不利于其他金屬成分作用的發揮，所以在3-7%質量百分比內是本發明的最佳配比；鎂的加入與硅結合，在制備過程中，會形成有助于提高鋁合金強度的鎂-硅體系析出物，發揮時效硬化作用；鐵作為基體金屬雜質混入鋁合金中，作為熔化原料，是一種必須元素，但需要控制其摻入量，過多會破壞鎂-硅體系析出物的產生，且會提高鋁合金制備原料的成本；加入鈷，目的在于增大硬度和力度，且使得整個鋁合金原料體系能夠承受高溫淬火，鈷的加入還能在一定程度上加強其他元素的某些個性特征，如與硅的合理作用下使得制備的鋁合金硬度更大，且耐酸堿性提高；釤的加入有助于硅的生長，以及其他稀土元素的特性發揮；鈣的少量加入可以在冶煉過程中除氧、硫、磷等，鈷與釤和鈣與鉬有著固定的質量比例，為的是使原料能夠不過都浪費，物盡其用，盡可能達到原料高利用率。

此外，鎂放最后加入，其目的在于防止過早加入鎂、釤和鈷在高溫狀態下可能會形成尖晶體，不利于鋁合金內部結構的形成。

本發明得到的一種高強度的鋁合金及制備方法，所得鋁合金具有較高的強度，且耐磨，在長期暴露的環境下也不易磨損，制備過程相對簡單，原料利用率高，符合當下綠色化工的原則。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進一步說明。

實施例1：

本實施例提供的一種高強度的鋁合金及制備方法，包括硅5%、鎂1.6%、鐵0.25%、鈷0.05%、鈣0.04%、鉬0.02%、釤0.05%、鋁92.99%，其中百分比為質量百分比。

具體制備方法如下：

第一步：將粉末狀的5%的硅、0.25%的鐵、0.05%的鈷、0.04%的鈣、0.02%的鉬、0.05%的釤按原料配方混合均勻，投入爐中進行熔化，爐內溫度為730℃，并攪拌20分鐘；

第二步：將92.99%的鋁和1.6%的鎂粉碎成粉末狀，爐內升溫至760℃后，再將粉末狀的鋁投入爐內，攪拌20分鐘后，加入粉末狀的鎂，充分混合后，進行精煉、扒渣、鋁液化學元素快速分析，若分析結果與原料配方有差別，補料進行調整；

第三步：爐內溫度保持在720℃下30分鐘，冷卻至600℃；

第四步：鋁液取出進行模裝，冷卻即可得到高強度的鋁合金。

經測試，本實施例所制備的高強度的鋁合金，其強度為235.23Mp，延伸率為6.5%，硬度為86HB。