CN104451274B - 一种铝合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金的制备方法,属于金属材料技术领域。其是将一定量的铝投入到熔炼炉中,在充满氮气的环境中加热使铝熔化为铝熔体,接着用气体载体将硅和镁加入到铝熔体中获得混合熔体;将混合熔体送入中频炉中,升温后加入铁、铋、钛、铜、锰以及钙,然后将物料送入喷射成型设备中,使合金液流入雾化器,用高压氩气雾化后沉积在基板上,形成合金锭,将合金锭冷却至常温后,获得铝合金成品。本发明的制备方法生产的铝合金具有抗拉强度高、硬度高、耐腐蚀性强以及耐磨性能好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域,具体来说,涉及一种铝合金的制备方法。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,纯铝的密度小,仅为铁的1/3,熔点低。铝是面心立方结构,具有很高的塑性,易于加工,可制成各种型材、板材,抗腐蚀性能好;但是纯铝的强度很低,不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。但是,采用传统方法加工出来的铝合金,由于受材料以及加工方法的限制,在加工过程中容易出现断裂、皱纹、疲劳等缺陷,成品率较低,导致了材料的浪费。同时,生产效率较低,增加了劳动强度,增加了生产成本。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种铝合金的制备方法,以解决传统铝合金的组分不合理以及加工方法不佳,导致加工出来的材料性能较差,在加工过程中容易出现断裂、皱纹、疲劳等缺陷而存在的不足。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题:
一种铝合金的制备方法,铝合金含有以下重量百分比的组分:镁1-2%、硅0.8-1.2%、铁0.02-0.14%、铋0.01-0.12%、钛0.03-0.23%、铜0.5-1.2%、锰2.1-4.2%、钙0.11-0.16%,其余为铝,制备方法为:
(1)将铝投入到熔炼炉中,在充满氮气的环境中加热到770-780℃,使铝熔化为铝熔体,接着用气体载体将硅和镁加入到铝熔体中,保持恒温搅拌3-5min,获得混合熔体;
(2)将混合熔体送入中频炉中,升温至1000-1100℃,加入铁、铋、钛、铜、锰以及钙,保持10-15min,然后将物料送入喷射成型设备中,调节合金液的温度为950-980℃,使合金液流入雾化器,用高压氩气雾化后沉积在基板上,形成合金锭,雾化过程中控制雾化压力为0.5-1MPa,合金液的流量为3-3.5kg/min,将合金锭冷却至常温后,获得铝合金成品。
所述步骤(1)中,还可以将混合熔体温度调整至762℃,对熔炼炉中吹氩气对混合熔体精炼16-18min,并除去液面浮渣。
所述步骤(2)中,将混合熔体送入中频炉中,升温至1050℃,加入铁、铋、钛、铜、锰以及钙,保持12min,然后将物料送入喷射成型设备中,调节合金液的温度为970℃,使合金液流入雾化器,用高压氩气雾化后沉积在基板上,形成合金锭,雾化过程中控制雾化压力为0.8MPa,合金液的流量为3.2kg/min,将合金锭冷却至常温后,获得铝合金成品。
本发明的有益效果在于:传统的铝合金中,镁和硅的含量小于1.6%,本发明通过将镁和硅的含量控制在1.8-2.2%,不仅可以增加合金的强度,还可以细化铝合金的晶相,有利于沉淀,提高抗拉强度,并且在铝合金中添加钛、铋等元素,不仅可以提升铝合金的抗拉强度,而且可以提高合金的耐腐蚀性和耐磨性能。传统的铝合金加工方法通常将制备合金锭的温度控制在700-800℃,加工出的铝合金晶粒粗大,抗拉强度较低,本发明通过将镁、硅和铝的混合熔体在1000-1100℃的高温条件下处理,接着调节温度为950-980℃采用喷射成型技术制备铝合金,使得生产的铝合金具有抗拉强度高、硬度高、耐腐蚀性强以及耐磨性能好等优点。
具体实施方式
为了方便本领域的技术人员理解,下面将结合实施例对本发明做进一步的描述。实施例仅仅是对该发明的举例说明,不是对本发明的限定,实施例中未作具体说明的步骤均是已有技术,在此不做详细描述。
实施例一
原料:
镁10kg、硅8kg、铁0.2kg、铋0.1kg、钛0.3kg、铜5kg、锰21kg、钙1.1kg以及铝953.6kg。
制备方法:
(1)将铝投入到熔炼炉中,在充满氮气的环境中加热到770℃,使铝熔化为铝熔体,接着用气体载体将硅和镁加入到铝熔体中,保持恒温搅拌3min,接着将温度调整至762℃,对熔炼炉中吹氩气对混合熔体精炼16min,并除去液面浮渣,获得混合熔体;
(2)将混合熔体送入中频炉中,升温至1000℃,加入铁、铋、钛、铜、锰以及钙,保持10min,然后将物料送入喷射成型设备中,调节合金液的温度为950℃,使合金液流入雾化器,用高压氩气雾化后沉积在基板上,形成合金锭,雾化过程中控制雾化压力为0.5MPa,合金液的流量为3kg/min,将合金锭冷却至常温后,获得铝合金成品。
实施例二
原料:
镁20kg、硅12kg、铁1.4kg、铋1.2kg、钛2.3kg、铜12kg、锰42kg、钙1.6kg,铝921.1kg。
制备方法:
(1)将铝投入到熔炼炉中,在充满氮气的环境中加热到780℃,使铝熔化为铝熔体,接着用气体载体将硅和镁加入到铝熔体中,保持恒温搅拌5min,接着将温度调整至762℃,对熔炼炉中吹氩气对混合熔体精炼18min,并除去液面浮渣,获得混合熔体;
(2)将混合熔体送入中频炉中,升温至1100℃,加入铁、铋、钛、铜、锰以及钙,保持15min,然后将物料送入喷射成型设备中,调节合金液的温度为980℃,使合金液流入雾化器,用高压氩气雾化后沉积在基板上,形成合金锭,雾化过程中控制雾化压力为1MPa,合金液的流量为3.5kg/min,将合金锭冷却至常温后,获得铝合金成品。
实施例三
原料:
镁15kg、硅10kg、铁0.6kg、铋0.8kg、钛2kg、铜8kg、锰30kg、钙1.3kg,铝937.2kg。
制备方法:
(1)将铝投入到熔炼炉中,在充满氮气的环境中加热到775℃,使铝熔化为铝熔体,接着用气体载体将硅和镁加入到铝熔体中,保持恒温搅拌4min,接着将温度调整至762℃,对熔炼炉中吹氩气对混合熔体精炼17min,并除去液面浮渣,获得混合熔体;
(2)将混合熔体送入中频炉中,升温至1050℃,加入铁、铋、钛、铜、锰以及钙,保持12min,然后将物料送入喷射成型设备中,调节合金液的温度为970℃,使合金液流入雾化器,用高压氩气雾化后沉积在基板上,形成合金锭,雾化过程中控制雾化压力为0.8MPa,合金液的流量为3.2kg/min,将合金锭冷却至常温后,获得铝合金成品。
Claims (3)
1.一种铝合金的制备方法,其特征在于,铝合金含有以下重量百分比的组分:镁1-2%、硅0.8-1.2%、铁0.02-0.14%、铋0.01-0.12%、钛0.03-0.23%、铜0.5-1.2%、锰2.1-4.2%、钙0.11-0.16%,其余为铝,制备方法为:
(1)将铝投入到熔炼炉中,在充满氮气的环境中加热到770-780℃,使铝熔化为铝熔体,接着用气体载体将硅和镁加入到铝熔体中,保持恒温搅拌3-5min,获得混合熔体;
(2)将混合熔体送入中频炉中,升温至1000-1100℃,加入铁、铋、钛、铜、锰以及钙,保持10-15min,然后将物料送入喷射成型设备中,调节合金液的温度为950-980℃,使合金液流入雾化器,用高压氩气雾化后沉积在基板上,形成合金锭,雾化过程中控制雾化压力为0.5-1MPa,合金液的流量为3-3.5kg/min,将合金锭冷却至常温后,获得铝合金成品。
2.如权利要求1所述的铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,还可以将混合熔体温度调整至762℃,对熔炼炉中吹氩气对混合熔体精炼16-18min,并除去液面浮渣。
3.如权利要求1所述的铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,将混合熔体送入中频炉中,升温至1050℃,加入铁、铋、钛、铜、锰以及钙,保持12min,然后将物料送入喷射成型设备中,调节合金液的温度为970℃,使合金液流入雾化器,用高压氩气雾化后沉积在基板上,形成合金锭,雾化过程中控制雾化压力为0.8MPa,合金液的流量为3.2kg/min,将合金锭冷却至常温后,获得铝合金成品。
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