CN103131918A - 一种铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种铝合金材料及其制备方法，按重量百分比计，该合金成分为Cu：1.9～2.7%，Mg：1.3～1.8%，Zn≤0.1%，Ni：0.9～1.2%，Ti：0.04～0.1%，变质剂TiOCl2为总量的0.01～0.1%，其余为Al和不可避免的微量杂质。本发明的铝合金出现的气孔和疏松少。

Description

一种铝合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金材料及其制备方法。
背景技术
铝合金在生产过程中，常常会出现各种缺陷，导致产品性能下降。比较常见的缺陷有针孔、疏松和缩松等。针孔的特征是孔穴小，数量多，均匀而呈连串或不连串的分布在晶界和枝晶之间，割裂了组织之间的联系，可不同程度地降低抗拉强度、塑性和抗疲劳性能。疏松和缩松割裂了晶粒间的联系，对力学性能的影响较显著，尤其是承受液压或气压的零件，会造成漏油和透气，危害较大。
针孔是由于铝由液态转变为固态时，氢在铝中的溶解度骤然降低，有较多的氢析出形成氢气泡，又来不及上浮排出，就形成了大量细小、分散的气孔，称为针孔。
疏松和锁孔产生的一个原因是由于液体结晶间隔大的固溶体型铝合金，在平衡冷却条件下呈糊状凝固，枝晶发达，共晶成分液相少，枝晶封闭液相的收缩和溶解气体的析出容易形成分散性的显微疏松和缩松。 
发明内容
本发明要解决的技术问题:
针对现在铝合金中常出现的缺陷，本发明提供了一种缺陷比较小的铝合金材料及其制备方法。
本发明的技术方案：
一种铝合金的变质处理方法，使用TiOCl2作为变质剂，具体包括以下步骤：
步骤1：对合金熔体进行炉内精炼；往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中操作；
步骤2：精炼除渣后，以保护性气体对熔体进行除气作业，同时使变质剂TiOCl2以流态化方式随保护性气体加入到合金熔体中；同时进行搅拌，使变质剂与合金熔体充分反应；变质剂加入完毕，继续通入保护性气体至变质剂反应完毕。
步骤3：静置、调温至700～800℃，合金液倾倒出炉，进入下一工序。
TiOCl2变质剂的分子晶体聚集态颗粒度为20～325目。
TiOCl2变质剂的加入量为炉料总量的0.01～1.0%。
在步骤2中，保护性气体是指氮气、氩气或氮气与氩气的混合气体。
本发明的有益效果：
1、Ti可以起到细化晶粒的作用，晶粒越细，产生疏松和缩松的可能性越低。
2、TiOCl2分子晶体高温下分解出原子态的Ti,具有微观皮米级(pm)的种子作用范围，达到在加入纯金属或中间合金时无法达到的微细结构状态和纳米级(nm)聚集态，从而改善合金的力学性能和耐腐蚀性能。
 3、TiOCl2分子晶体高温下分解出原子态的Cl，易和溶解在合金中的H原子反应生成HCl气体放出，达到除气的效果。
具体实施方式：
本实施例中在添加变质剂前铝合金中各成分的质量比为：Cu:2.7%，Mg: 1.8%，Zn: 0.1%，Ni: 1.2%，Ti: 0.5%，Al：90.75%；TiOCl2变质剂为炉料总量的0.1%。制备步骤如下：
步骤一：根据需要配制的合金总量，推算出所需的每种单质金属的质量，编制合金生产配料表，并按配料表选足备料；
步骤二：往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在700～800℃下保温；熔化过程在封闭环境内完成；
步骤三：再按配方比例先加入步骤一选定的合金元素，使之完全溶解和熔化，把混合熔体搅拌均匀；
步骤四：然后对上述合金熔体进行炉内精炼；往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中操作；
步骤五：精炼除渣后，以氩气作为保护性气体对熔体进行除气作业，同时使TiOCl2变质剂以流态化方式随氩气加入到合金熔体中；同时进行搅拌，使变质剂与合金熔体充分反应；变质剂加入完毕，继续通入保护性气体至变质剂反应完毕；
步骤六：静置、调温至700～800℃，合金液倾倒出炉，进入下一工序。

Claims (3)

1.一种铝合金材料，其特征在于：重量百分比计，该合金成分为Cu:1.9～2.7%，Mg:1.3～1.8%，Zn:≤0.1%，Ni:0.9～1.2%，Ti:0.04～0.1%，变质剂Ti0Cl2为总量的0.01～0.1%，其余为Al和不可避免的微量杂质。
2.一种如权利要求1所述的铝合金材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：在上述元素比例范围内，选定一组元素和钛硼复合变质剂比例，再根据需要配制的合金总量，推算出所需的每种单质金属的质量，编制合金生产配料表，并按配料表选足备料；
步骤二：往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在700～800℃下保温；熔化过程在封闭环境内完成；
步骤三：再按配方比例先加入步骤一选定的合金元素，使之完全溶解和熔化，把混合熔体搅拌均匀；
步骤四：然后对上述合金熔体进行炉内精炼；往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中操作；
步骤五：精炼除渣后，以保护性气体对熔体进行除气作业，同时使TiOCl2变质剂以流态化方式随保护性气体加入到合金熔体中；同时进行搅拌，使变质剂与合金熔体充分反应；变质剂加入完毕，继续通入保护性气体至变质剂反应完毕；
步骤六：静置、调温至700～800℃，合金液倾倒出炉，进入下一工序。
3.根据权利要求2所述的一种铝合金材料的制备方法，其特征在于：在步骤五中，保护性气体是指氮气、氩气或氮气与氩气的混合气体。
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