CN103740987B - 高强度铝合金及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高强度铝合金及其生产工艺，属于铝合金生产工艺技术领域。高强度铝合金包括以下百分含量的成分：铝、硅、镁、钛、铁、钙、铅、镉。高强度铝合金生产工艺以ADC12铝合金为原料，铝硅合金、铝锑中间合金、镁块、双零铝为辅料，经工业电炉熔解、精炼并配合相关成分检验，得到高强度铝合金。本发明高强度铝合金具有优良的机械性能，且不需要热处理工序，工艺过程中浪费少，节约能耗，极大节省了生产成本。同时，高强度铝合金具有合格的金相组织结构，可作为超薄壁承重件的压铸材料。高强度铝合金生产工艺简单合理，生产效率高，产品废品少，易于保证产品质量。

Description

高强度铝合金及其生产工艺
技术领域
本发明涉及高强度铝合金及其生产工艺，属于铝合金生产工艺技术领域。
背景技术
目前，铝及铝合金材料的种类已达千种以上，常规使用的超过440种，用国际惯例表述则涵盖于1XXX系至9XXX系合金中。当然，很多新合金研制国会根据本国各自需求情况或是做预研或是做开发或是做应用定型。
随着科技的进步、经济的发展以及航空、航天、装备工业的需要和人民生活水平的提高，对铝合金在高强、高韧、高模、耐磨、耐蚀、耐疲劳、耐高温、耐低温、耐辐射、防火、防爆、易切割、易抛光、可表面处理、可焊接和超轻等方面有着更多的特性专项和综台性能的要求。如6b≥750mpa的高强高韧合金、密度小于2.4×103kg/m3的铝一钽合金以及粉末冶金、复合材料等。
其中Al．Si7．Mg(A356)铸造铝合金通常用来制备汽车气缸盖及发动机滑块构件、轮毂部件等。铸造铝合金产品的主要问题是存在孔隙、氧化物和非金属夹杂物等缺陷，这些缺陷严重影响构件的服役性能。铸造A356铝合金的力学性能取决于构件中相的特性及其分布，缺陷的性质、数量和尺寸。尽管铸造A356铝合金的力学性能及其疲劳性能得到了广泛的研究，但在实际生产中，各制造企业还是不能摆脱传统工艺步骤：即通过“固溶处理---时效处理”来获得合格的机械性能。但在这个处理的过程中，包括人、机、料、法、环等各方面的消耗确实是不得不面对的现实。目前如果能有一种材料，可以替代传统A356-T6铝合金，并能摆脱掉固溶处理、时效处理，却依然可以满足其力学性能及使用要求，会给目前铝合金材料领域带来一次划时代的变革。
发明内容
本发明的目的在于解决上述已有技术存在的不足，提供一种高性能、高精度、高均匀性、无热处理工序、可适用于超薄壁件压铸生产的高强度铝合金及其生产工艺。
本发明的高强度铝合金，特殊之处在于包括以下百分含量的成分：
铝余量、硅8.83、镁0.37、钛0.11、铁0.32、钙≤200ppm、铅≤0.1、镉≤0.005。
所述高强度铝合金还包括锑成分。
高强度铝合金生产工艺，特殊之处在于以ADC12铝合金为原料，铝硅合金、镁块、双零铝为辅料，经工业电炉熔解、精炼并配合相关成分检验，得到高强度铝合金。
进一步的，高强度铝合金生产工艺包括以下具体步骤：
（1）.选择原料ADC12铝合金及辅料铝硅合金、镁块、双零铝，并进行相关入场检验；
（2）.将原料置于工业电炉的上炉内熔解，合金液温度控制至720-800℃，添加辅料，搅拌均匀；
（3）.对上炉内的合金液进行成分检验，确定成分合格；
（4）.将上述合金液置于工业电炉的下炉内熔炼，并添加原料及辅料；
（5）.对下炉内的合金液进行成分检验，确定成分合格；
（6）.将步骤（5）的合金液于680-750℃温度下添加扒渣剂和无毒精炼剂，进行扒渣精炼，并进行成分检验；
（7）.精炼后的合金液部分静置降温至670-680℃，进行压铸试验生产，部分模装冷却成条；
（8）.对压铸生产的铝合金进行常规金相分析及力学性能分析。
所述辅料中还包括铝锑中间合金。
所述步骤（7）中压铸零件为摩托车轮毂。
本发明高强度铝合金具有优良的机械性能，且不需要热处理工序，工艺过程中浪费少，节约能耗，极大节省了生产成本。同时，高强度铝合金具有合格的金相组织结构，可作为超薄壁承重件的压铸材料。高强度铝合金生产工艺简单合理，生产效率高，产品废品少，易于保证产品质量。
附图说明
图1：A356-T6铝合金金相分析金相组织×200图；
图2：本发明高强度铝合金金相分析金相组织×200图；
图3：本发明高强度铝合金生产工艺流程图。
具体实施方式
以下参照附图，给出本发明的具体实施方式，用来对本发明进行进一步说明。
实施例1
高强度铝合金包括以下百分含量的成分：
铝余量、硅8.83、镁0.37、钛0.11、铁0.32、钙≤200ppm、铅≤0.1、镉≤0.005。
高强度铝合金中还添加有锑成分，以进一步增加铝合金的强度。
高强度铝合金生产工艺包括以下具体步骤：
选择原料ADC12铝合金及辅料铝硅合金、铝锑中间合金、镁块、双零铝，并按照铸造行业标准进行相关入场检验；检验后的原料置于300kg的工业电炉内进行上炉熔解，合金液升温至720-800℃，添加辅料，并搅拌均匀；对上炉内的合金液进行成分检验，确定硅、铁成分合格；检验合格后，对上述合金液进行下炉熔炼，对比初次成分检验结果及高强度铝合金含量标准添加原料及辅料，搅拌均匀，并对炉内的合金液进行成分检验，以确定成分全部符合要求。
将合金液于680-750℃温度下添加常规的扒渣剂和无毒精炼剂进行扒渣精炼，并进行成分检验；精炼后合金液的20%静置降温至670-680℃，使用东芝800T卧式冷室压铸机进行压铸试验生产，压铸机的压射比压为30MPa、压射速度为2.5m/s、模具温度为210～250℃、浇注温度为680℃,压铸零件为摩托车轮毂；合金液的80%采用铝锭模装冷却成铝锭条；
对压铸生产的铝合金取样，采用金相分析仪和万能试验机分别进行常规金相分析及力学性能分析，金相分析结果见附图2，力学性能中试样直径为4.4mm,抗拉强度σ b284.70MPa、屈服强度σ 0.2194.03MPa、延伸率δ10.41%、硬度88HB。
其力学性能参数均达到高强度铝合金强度标准，即抗拉强度σ b≥240MPa、屈服强度σ 0.2≥170MPa、延伸率δ≥3%、硬度≥85HB。
将现有的铸造A356-T6铝合金板制成拉伸毛坯，并按照GB／T228—2002标准加工成拉伸试样，采用金相分析仪和万能试验机分别进行常规金相分析及力学性能分析，其金相分析结果见附图1，力学性能抗拉强度σ b257.19MPa、屈服强度σ 0.2174.77MPa、延伸率δ6.89%、硬度87HB。
本发明的高强度铝合金其力学性能参数不仅达到高强度铝合金的强度标准，且高于常规的铝合金强度，其较高的力学性能参数及良好的金相组织使其可应用于超薄壁承重件的压铸材料。高强度铝合金在生产过程中多次成分检验对比，以高强度铝合金的成分含量为标准，添加原料及辅料，经熔解、熔炼、精炼生产得到产品，其生产得到的铝合金不仅性能好，精度高，且铝合金成分均匀，且在生产过程中添加铝锑中间合金，以使铝合金中含有锑成分，进一步增加了铝合金的强度，使其具备了更高的力学性能。
本发明高强度铝合金具有优良的机械性能，且不需要热处理工序，工艺过程中浪费少，节约能耗，极大节省了生产成本。同时，高强度铝合金具有合格的金相组织结构，可作为超薄壁承重件的压铸材料。高强度铝合金生产工艺简单合理，生产效率高，产品废品少，易于保证产品质量。

Claims (2)

1.高强度铝合金，其特征在于：包括以下百分含量的成分：铝余量、硅8.83、镁0.37、钛0.11、铁0.32、钙≤200ppm、铅≤0.1、镉≤0.005，
高强度铝合金的生产工艺，以ADC12铝合金为原料，铝硅合金、锶镁合金、双零铝为辅料，经工业电炉溶解，精炼并配合相关成分检验，得到高强度铝合金，具体步骤如下：
(1).选择原料ADC12铝合金及辅料铝硅合金、镁块、双零铝；
(2).将原料置于工业电炉的上炉内溶解，合金液温度控制至720-800℃，添加辅料，搅拌均匀；
(3).对上炉内的合金液进行成分检验，确定成分合格；
(4).将上述合金液置于工业电炉的下炉内熔炼，并添加原料及辅料；
(5).对下炉内的合金液进行成分检验，确定成分合格；
(6).将步骤(5)的合金液于680-750℃温度下添加扒渣剂和无毒精炼剂，进行扒渣精炼，并进行成分检验；
(7).精炼后的合金液部分静置降温至670-680℃，进行压铸试验生产，部分模装冷却成条。
2.如权利要求1所述高强度铝合金，其特征在于：所述步骤(7)中压铸零件为摩托车轮毂。
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