CN103556019B - 一种变形铝合金材料及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变形铝合金材料，包括以下组分：4-4.6份的铜、0.3-0.35份的硅、0.2-0.6份的铁、0.4-0.7份的锰、1.3-1.6份的镁、0.05-0.1份的铬、0.1-0.2份的锌、0.1-0.15份的镍、0.5-0.65份的钛、0.01-0.02份的钇，其余为铝，所述含量份都是重量百分比。通过上述方式，本发明变形铝合金材料具有高比强度和高比模量，规定非比例延伸强度较大，质量轻、稳定性好、耐磨性好、防腐蚀性能好、力学性能好，非常适宜应用在发动机、制冷机、变速箱、液压泵等设备上，本发明所述变形铝合金材料的制作工艺流程简单、易于操作、生产合格率高。

Description

一种变形铝合金材料及其制作工艺

技术领域

本发明涉及航空铝合金应用领域，特别是涉及一种变形铝合金材料及其制作工艺。

背景技术

航空材料是材料中的佼佼者，航空材料即是研制生产航空产品的物质保障，又是航空产品更新换代的技术基础，材料在航空工业及航空产品的发展中占有极其重要的地位和作用，无论是军用飞机还是民用客机，为了提高飞机的结构效率，降低飞机的结构重量，延长飞机的寿命和可靠性，都是将具有不同控制功能的控制基板集中固定连接在一个机构件上，以集中对控制基板进行防尘、防水、防油等防腐蚀保护，同时保证控制基板在飞机飞行的过程中固定牢靠，不会发生晃动或脱落，更不会发生控制基板上电器元件之间的相互接触或干涉，因此，实际生产过程中，对这些机构件的尺寸管控较为严格，而为了保证控制基板与机构件之间的固定连接，技术工作者经过大量的实践之后，现阶段这些机构件大多采用2024铝合金，并且大多采用的固定模式是通过在控制基板和机构件的配合处使用螺纹孔安装螺丝进行固定，但是，由于螺纹孔太多，铝合金的非比例延伸率保持在一定范围内，且其间的相互距离难以管控，所以，每次生产过程中，必须经过大量的调试安装，经过多次的冲压改进，才能最终完成各个配合孔距的数据管控，这不仅报废了不少机构件，造成了材料成本的浪费，同时也提高了生产时间和成本。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种具有高比强度和高比模量、较大规定非比例延伸强度、质量轻、强度大、抗拉伸性能强、稳定性好、耐磨性好、防腐蚀性能好的变形铝合金材料及其制作工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种变形铝合金材料，包括以下组分：4-4.6份的铜、0.3-0.35份的硅、0.2-0.6份的铁、0.4-0.7份的锰、1.3-1.6份的镁、0.05-0.1份的铬、0.1-0.2份的锌、0.1-0.15份的镍、0.5-0.65份的钛、0.01-0.02份的钇，其余为铝。

在本发明一个较佳实施例中，所述变形铝合金材料包括4.2份的铜、0.35份的硅、0.3份的铁、0.45份的锰、1.5份的镁、0.08份的铬、0.12份的锌、0.13份的镍、0.5份的钛、0.01份的钇，其余为铝。

在本发明一个较佳实施例中，所述变形铝合金材料包括4.5份的铜、0.32份的硅、0.4份的铁、0.6份的锰、1.2份的镁、0.06份的铬、0.1份的锌、0.15份的镍、0.6份的钛、0.01份的钇，其余为铝。

在本发明一个较佳实施例中，所述变形铝合金材料包括4.1份的铜、0.31份的硅、0.25份的铁、0.42份的锰、1.55份的镁、0.08份的铬、0.15份的锌、0.18份的镍、0.55份的钛、0.015份的钇，其余为铝。

同时，本发明还提供一种变形铝合金材料的制作工艺，所述的新型变形铝合金材料包括以下组分：4-4.6份的铜、0.3-0.35份的硅、0.2-0.6份的铁、0.4-0.7份的锰、1.3-1.6份的镁、0.05-0.1份的铬、0.1-0.2份的锌、0.1-0.15份的镍、0.5-0.65份的钛、0.01-0.02份的钇，其余为铝，其制作步骤为：

（1）将铜锭、硅锭、铁锭、锰锭、钛锭、氧化钇和铝锭按照上述比例加入回流炉中进行第

一次熔化处理，

（2）待步骤（1）中物料熔化完全后，回流炉内温度保持在700-750摄氏度，将镁锭、铬锭、锌锭和镍锭按照上述比例加入回流炉中进行第二次熔化处理，

（3）待步骤（2）中物料全部熔化后，回流炉内温度保持在600-650摄氏度，在物料熔液中分2-3批加入精炼剂进行精炼，精炼时间保持为10-15分钟，精炼剂重量保持在铝合金重量的4-5份，

（4）回流炉温度保持在750-800摄氏度，将变质剂均匀撒在上述物料熔液中，所述变质剂重量为铝合金重量的1-2.5份，静置15-20分钟，待变质剂熔化结壳后，将结壳后的变质剂压入物料熔液中，压入深度为40-45毫米，压入时间为5-10分钟，

（5）铝合金变质处理后20-30分钟内进行浇注处理，完成变形铝合金材料的制作。

本发明的有益效果是：本发明变形铝合金材料具有高比强度和高比模量，规定非比例延伸强度较大，质量轻、强度大、抗拉伸性能强、稳定性好、耐磨性好、防腐蚀性能好、力学性能好，非常适宜应用在发动机、制冷机、变速箱、液压泵等设备上，能够在不增加产品体积和重量的前提下，降低产品使用过程中的变形量，减少使用磨损，提高产品的使用寿命、降低使用成本，本发明所述变形铝合金材料的制作工艺流程简单、易于操作、生产合格率高。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种变形铝合金材料，包括以下组分：4-4.6份的铜、0.3-0.35份的硅、0.2-0.6份的铁、0.4-0.7份的锰、1.3-1.6份的镁、0.05-0.1份的铬、0.1-0.2份的锌、0.1-0.15份的镍、0.5-0.65份的钛、0.01-0.02份的钇，其余为铝，所述含量都是重量百分比。

其制作步骤包括：

（1）将铜锭、硅锭、铁锭、锰锭、钛锭、氧化钇和铝锭按照上述比例加入回流炉中进行第

一次熔化处理，其中氧化钇的重量按照氧化物中钇的含量进行划算，即钇以氧化钇的形式存在，铝合金中钇的含量满足上述比例，虽然，钇具有一定的毒性，但是，我们经过不断的试验，发现铝合金在冶炼的过程中，提高钛的含量达到0.5-0.65份，并且加入一定量的钇，即可大大提高铝合金材料的抗拉性能，改变原始铝合金的非比例延伸率，

（2）待步骤（1）中物料熔化完全后，回流炉内温度保持在700-750摄氏度，将镁锭、铬锭、锌锭和镍锭按照上述比例加入回流炉中进行第二次熔化处理，将熔点稍低的合金组分在第二批放入回流炉，以免在熔化过程中烧损和氧化，

（3）待步骤（2）中物料全部熔化后，回流炉内温度保持在600-650摄氏度，在物料熔液中分2-3批加入精炼剂进行精炼，精炼时间保持为10-15分钟，为了排除合金熔液中的氢气和氧化物杂质，精炼剂重量保持在铝合金重量的4-5份，

（4）回流炉温度保持在750-800摄氏度，将变质剂均匀撒在上述物料熔液中，所述变质剂重量为铝合金重量的1-2.5份，静置15-20分钟，待变质剂熔化结壳后，将结壳后的变质剂压入物料熔液中，压入深度为40-45毫米，压入时间为5-10分钟，

（5）铝合金变质处理后20-30分钟内进行浇注处理，完成变形铝合金材料的制作。

实施例2

在上述技术方案的基础上，一种变形铝合金材料其组分可以为：4.2份的铜、0.35份的硅、0.3份的铁、0.45份的锰、1.5份的镁、0.08份的铬、0.12份的锌、0.13份的镍、0.5份的钛、0.01份的钇，其余为铝，所述含量为重量百分比。

实施例3

一种变形铝合金材料其组分还可以为：4.5份的铜、0.32份的硅、0.4份的铁、0.6份的锰、1.2份的镁、0.06份的铬、0.1份的锌、0.15份的镍、0.6份的钛、0.01份的钇，其余为铝，所述含量为重量百分比。

实施例4

一种变形铝合金材料其组分还可以为：4.1份的铜、0.31份的硅、0.25份的铁、0.42份的锰、1.55份的镁、0.08份的铬、0.15份的锌、0.18份的镍、0.55份的钛、0.015份的钇，其余为铝，所述含量为重量百分比。

本发明变形铝合金材料通过改变常规铝合金中钛的含量，并且加入一定量的钇，改变了变形铝合金材料的物理性能，虽然，钇具有一定的毒性，但是，我们经过不断的试验，发现铝合金在冶炼的过程中，提高钛的含量达到0.5-0.65%，并且加入一定量的钇，即可大大提高铝合金材料的抗拉性能，提高变形铝合金的非比例延伸率，比如，一个厚度为1厘米的机构件，孔径在20厘米，其与控制基板配合公差最大只能达到0.1厘米左右，换言之，只要控制基板上的螺纹孔位置有所偏差，或者机构件上螺纹孔的位置有所偏差，即使两者都在管控数据范围内，仍然会造成配合的失败，只能再次进行配合确认，而使用这种新型变形铝合金材料制作而成的机构件，机构件厚度为1厘米时，20厘米长度的孔径配合公差最大能够达到0.4厘米，在将控制基板组装在机构件的前期试验中，成功率提高80%，大大提高了孔径的配合度，降低了机构件的不良率。

区别于现有技术，本发明变形铝合金材料具有高比强度和高比模量，规定非比例延伸强度较大，质量轻、强度大、抗拉伸性能强、稳定性好、耐磨性好、防腐蚀性能好、力学性能好，非常适宜应用在发动机、制冷机、变速箱、液压泵等设备上，能够在不增加产品体积和重量的前提下，降低产品使用过程中的变形量，减少使用磨损，提高产品的使用寿命、降低使用成本，本发明所述变形铝合金材料的制作工艺流程简单、易于操作、生产合格率高。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种变形铝合金材料，其特征在于，包括以下组分：4-4.6份的铜、0.3-0.35份的硅、0.2-0.6份的铁、0.4-0.7份的锰、1.3-1.6份的镁、0.05-0.1份的铬、0.1-0.2份的锌、0.1-0.15份的镍、0.5-0.65份的钛、0.01-0.02份的钇，其余为铝，所述含量份都是重量百分比。

2.根据权利要求1所述的变形铝合金材料，其特征在于，所述变形铝合金材料包括4.2份的铜、0.35份的硅、0.3份的铁、0.45份的锰、1.5份的镁、0.08份的铬、0.12份的锌、0.13份的镍、0.5份的钛、0.01份的钇，其余为铝，所述含量份都是重量百分比。

3.根据权利要求1所述的变形铝合金材料，其特征在于，所述变形铝合金材料包括4.5份的铜、0.32份的硅、0.4份的铁、0.6份的锰、1.2份的镁、0.06份的铬、0.1份的锌、0.15份的镍、0.6份的钛、0.01份的钇，其余为铝，所述含量份都是重量百分比。

4.根据权利要求1所述的变形铝合金材料，其特征在于，所述变形铝合金材料包括4.1份的铜、0.31份的硅、0.25份的铁、0.42份的锰、1.55份的镁、0.08份的铬、0.15份的锌、0.18份的镍、0.55份的钛、0.015份的钇，其余为铝，所述含量份都是重量百分比。

5.一种变形铝合金材料的制作工艺，其特征在于，所述的变形铝合金材料包括以下组分：4-4.6份的铜、0.3-0.35份的硅、0.2-0.6份的铁、0.4-0.7份的锰、1.3-1.6份的镁、0.05-0.1份的铬、0.1-0.2份的锌、0.1-0.15份的镍、0.5-0.65份的钛、0.01-0.02份的钇，其余为铝，所述含量份都是重量百分比，

其制作步骤为：

（1）将铜锭、硅锭、铁锭、锰锭、钛锭、氧化钇和铝锭按照上述比例加入回流炉中进行第一次熔化处理，

（2）待步骤（1）中物料熔化完全后，回流炉内温度保持在700-750摄氏度，将镁锭、铬锭、锌锭和镍锭按照上述比例加入回流炉中进行第二次熔化处理，

（3）待步骤（2）中物料全部熔化后，回流炉内温度保持在600-650摄氏度，在物料熔液中分2-3批加入精炼剂进行精炼，精炼时间保持为10-15分钟，精炼剂重量保持在铝合金重量的4-5份，

（4）回流炉温度保持在750-800摄氏度，将变质剂均匀撒在上述物料熔液中，所述变质剂重量为铝合金重量的1-2.5份，静置15-20分钟，待变质剂熔化结壳后，将结壳后的变质剂压入物料熔液中，压入深度为40-45毫米，压入时间为5-10分钟，

（5）铝合金变质处理后20-30分钟内进行浇注处理，完成变形铝合金材料的制作。