CN104630581A - 一种耐热抗磨损铝合金流利条及其处理工艺 - Google Patents
一种耐热抗磨损铝合金流利条及其处理工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种耐热抗磨损铝合金流利条,铝合金材料化学成分的质量百分比为:锶:0.005-0.015%,硅:15.55-15.65%,锰:0.26-0.28%,铬:1.71-1.73%,钛:0.012-0.015%,锆:0.22-0.24%,铜:7.9-8.1%,钼:0.13-0.17%,镁:0.08-0.16%,铬:1.86-1.88%,钨:0.027-0.029%,镍:11.5-11.7%,锌:13.2-13.4%,铁:0.5-0.7%,稀土:0.43-0.45%,其余为Al和不可避免的杂质;其中,稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:12-14%,镨:3-5%,钆:11-13%,铒:16-18%,其余为镧;本发明还公开了一种耐热抗磨损铝合金流利条及其处理工艺;本发明产品不但重量轻,强度大,而且具有耐高温低温,以及化学腐蚀,加工性能好,易焊接,耐磨损,使用寿命长等特点。
Description
技术领域
本发明属于合金处理技术领域,涉及一种耐热抗磨损铝合金流利条及其处理工艺。
背景技术
铝合金因其高强度及高刚度的特点,广泛应用于各行各业中,包括机械零件、飞机、汽车、精密仪器、无线电器材、建筑外壳、机器外壳、电子消费品、家用电器等。目前,常用车身板用铝合金主要有Al-Cu-Mg 基(2000 系),Al-Mg 基(5000 系),Al-Mg-Si 基(6000 系) 合金。其中2000 系及6000 系是热处理可强化合金,5000 系是热处理不可强化合金。2000 系Al-Cu-Mg 合金具有良好的锻造性、高强度及良好的焊接性能,但其抗腐蚀性较差。5000 系Al-Mg 基合金,其强度、成型性能和抗腐蚀性能都较好,但其锻造性较差,并局域延迟屈服,且为热处理不可强化合金。6000 系Al-Mg-Si 合金,具有合适的强度和成形性能,并且是可热处理化合金,因此,用于车身板的铝合金主要集中于6000系铝合金。
铝合金中包括的以下元素:Mg、Si、Cu、Mn、Ti 等,各元素不是孤立起作用,其影响是相干的,其中任何一种成分的多少均为对合金的某些性能带来变化。现有的铝合金中在力学性能、成型性能、组织均匀性、偏析性等方面均有进一步提升的空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种耐热抗磨损铝合金流利条及其处理工艺,本发明产品不但重量轻,强度大,而且具有耐高温低温,以及化学腐蚀,加工性能好,易焊接,耐磨损,使用寿命长等特点。
为了解决以上技术问题,本发明提供一种耐热抗磨损铝合金流利条,铝合金材料化学成分的质量百分比为:锶:0.005-0.015%,硅:15.55-15.65%,锰:0.26-0.28%,铬:1.71-1.73%,钛:0.012-0.015%,锆:0.22-0.24%,铜:7.9-8.1%,钼:0.13-0.17%,镁:0.08-0.16%,铬:1.86-1.88%,钨:0.027-0.029%,镍:11.5-11.7%,锌:13.2-13.4%,铁:0.5-0.7%,稀土:0.43-0.45%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:12-14%,镨:3-5%,钆:11-13%,铒:16-18%,其余为镧。
本发明进一步限定的技术方案是:
优选的,铝合金材料化学成分的质量百分比为:锶:0.005%,硅:15.55%,锰:0.26%,铬:1.71%,钛:0.012%,锆:0.22%,铜:7.9%,钼:0.13%,镁:0.08%,铬:1.86%,钨:0.027%,镍:11.5%,锌:13.2%,铁:0.5%,稀土:0.43%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:12%,镨:3%,钆:11%,铒:16%,其余为镧。
优选的,铝合金材料化学成分的质量百分比为:锶:0.015%,硅:15.65%,锰:0.28%,铬:1.73%,钛:0.015%,锆:0.24%,铜:8.1%,钼:0.17%,镁:0.16%,铬:1.88%,钨:0.029%,镍:11.7%,锌:13.4%,铁:0.7%,稀土:0.45%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:14%,镨:5%,钆:13%,铒:18%,其余为镧。
优选的,铝合金材料化学成分的质量百分比为:锶:0.010%,硅:15.60%,锰:0.27%,铬:1.72%,钛:0.014%,锆:0.23%,铜:8.0%,钼:0.15%,镁:0.12%,铬:1.87%,钨:0.028%,镍:11.6%,锌:13.3%,铁:0.6%,稀土:0.44%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:13%,镨:4%,钆:12%,铒:17%,其余为镧。
本发明中加入的元素硅,在冶炼过程中作为还原剂和脱氧剂,能显著提高铝合金的弹性极限,屈服点和抗拉强度,和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用;加入元素锰,可作为良好的脱氧剂和脱硫剂,不但提高铝合金的韧性,使其具有较高的强度和硬度,而且增强其耐磨性;加入元素铬,能显著提高强度、硬度和耐磨性,以及抗氧化性和耐腐蚀性;加入元素镍能提高铝合金的强度,而又保持良好的塑性和韧性,且使其对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力;钼元素能使铝合金的晶粒细化,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力,提高机械性能;钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性;铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能;还加入稀土元素,可以改变铝合金中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了铝合金的各种性能,如韧性、焊接性,耐磨性等。
进一步的,
本发明提供一种耐热抗磨损铝合金流利条的处理工艺,包括如下具体步骤:
步骤(1):按照前述的质量百分比,将一定量的铝铁合金和一定量的铝钛硅合金放入炉内升温,炉温调升至970-990℃,待合金熔化后再加入其余的铝钛硅合金、铝铜合金,熔化为铝合金融液;
步骤(2):将铝合金融液降温至750-790℃,按照比例加入镁锭,均匀搅拌,将精炼剂用铝箔包好,然后用钟罩压入铝液中,精炼17-19分钟,进行扒渣;
步骤(3);将步骤(2)融液中加入稀土,将炉温控制在600-620℃,保温40-60分钟;
步骤(4):对炉中吹保护气搅拌,使化学成份达到组分要求,并用真空脱气炉进行脱气,脱气温度为580-620℃,抽气时间在4.5-5.5小时;
步骤(5):使融液温度保持在420-460℃,静置3-5小时,扒渣后浇注得到铝合金。
前述保护气为包括二氧化碳、六氟化硫或氩气。
本发明的有益效果是:
本发明中加入的元素硅,在冶炼过程中作为还原剂和脱氧剂,能显著提高铝合金的弹性极限,屈服点和抗拉强度,和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用;加入元素锰,可作为良好的脱氧剂和脱硫剂,不但提高铝合金的韧性,使其具有较高的强度和硬度,而且增强其耐磨性;加入元素铬,能显著提高强度、硬度和耐磨性,以及抗氧化性和耐腐蚀性;加入元素镍能提高铝合金的强度,而又保持良好的塑性和韧性,且使其对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力;钼元素能使铝合金的晶粒细化,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力,提高机械性能;钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性;铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能;还加入稀土元素,可以改变铝合金中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了铝合金的各种性能,如韧性、焊接性,耐磨性等。
本发明铝合金产品组织均匀、成分稳定,不但重量轻,强度大,而且具有耐高温低温,以及化学腐蚀,加工性能好,易焊接,耐磨损,使用寿命长等特点,其制造方法工艺简单、成本低。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种耐热抗磨损铝合金流利条,铝合金材料化学成分的质量百分比为:
锶:0.005%,硅:15.55%,锰:0.26%,铬:1.71%,钛:0.012%,锆:0.22%,铜:7.9%,钼:0.13%,镁:0.08%,铬:1.86%,钨:0.027%,镍:11.5%,锌:13.2%,铁:0.5%,稀土:0.43%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:12%,镨:3%,钆:11%,铒:16%,其余为镧。
本实施例还提供一种耐热抗磨损铝合金流利条的处理工艺,包括如下具体步骤:
步骤(1):按照前述的质量百分比,将一定量的铝铁合金和一定量的铝钛硅合金放入炉内升温,炉温调升至970℃,待合金熔化后再加入其余的铝钛硅合金、铝铜合金,熔化为铝合金融液;
步骤(2):将铝合金融液降温至750℃,按照比例加入镁锭,均匀搅拌,将精炼剂用铝箔包好,然后用钟罩压入铝液中,精炼19分钟,进行扒渣;
步骤(3);将步骤(2)融液中加入稀土,将炉温控制在600℃,保温60分钟;
步骤(4):对炉中吹二氧化碳搅拌,使化学成份达到组分要求,并用真空脱气炉进行脱气,脱气温度为580℃,抽气时间在5.5小时;
步骤(5):使融液温度保持在420℃,静置5小时,扒渣后浇注得到铝合金。
实施例2
本实施例提供一种耐热抗磨损铝合金流利条,铝合金材料化学成分的质量百分比为:
锶:0.015%,硅:15.65%,锰:0.28%,铬:1.73%,钛:0.015%,锆:0.24%,铜:8.1%,钼:0.17%,镁:0.16%,铬:1.88%,钨:0.029%,镍:11.7%,锌:13.4%,铁:0.7%,稀土:0.45%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:14%,镨:5%,钆:13%,铒:18%,其余为镧。
本实施例还提供一种耐热抗磨损铝合金流利条的处理工艺,包括如下具体步骤:
步骤(1):按照前述的质量百分比,将一定量的铝铁合金和一定量的铝钛硅合金放入炉内升温,炉温调升至990℃,待合金熔化后再加入其余的铝钛硅合金、铝铜合金,熔化为铝合金融液;
步骤(2):将铝合金融液降温至790℃,按照比例加入镁锭,均匀搅拌,将精炼剂用铝箔包好,然后用钟罩压入铝液中,精炼17分钟,进行扒渣;
步骤(3);将步骤(2)融液中加入稀土,将炉温控制在620℃,保温40分钟;
步骤(4):对炉中吹六氟化硫搅拌,使化学成份达到组分要求,并用真空脱气炉进行脱气,脱气温度为620℃,抽气时间在4.5小时;
步骤(5):使融液温度保持在460℃,静置3小时,扒渣后浇注得到铝合金。
实施例3
本实施例提供一种耐热抗磨损铝合金流利条,铝合金材料化学成分的质量百分比为:
锶:0.010%,硅:15.60%,锰:0.27%,铬:1.72%,钛:0.014%,锆:0.23%,铜:8.0%,钼:0.15%,镁:0.12%,铬:1.87%,钨:0.028%,镍:11.6%,锌:13.3%,铁:0.6%,稀土:0.44%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:13%,镨:4%,钆:12%,铒:17%,其余为镧。
本实施例还提供一种耐热抗磨损铝合金流利条的处理工艺,包括如下具体步骤:
步骤(1):按照前述的质量百分比,将一定量的铝铁合金和一定量的铝钛硅合金放入炉内升温,炉温调升至980℃,待合金熔化后再加入其余的铝钛硅合金、铝铜合金,熔化为铝合金融液;
步骤(2):将铝合金融液降温至770℃,按照比例加入镁锭,均匀搅拌,将精炼剂用铝箔包好,然后用钟罩压入铝液中,精炼18分钟,进行扒渣;
步骤(3);将步骤(2)融液中加入稀土,将炉温控制在610℃,保温50分钟;
步骤(4):对炉中吹氩气搅拌,使化学成份达到组分要求,并用真空脱气炉进行脱气,脱气温度为600℃,抽气时间在5小时;
步骤(5):使融液温度保持在440℃,静置4小时,扒渣后浇注得到铝合金。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种耐热抗磨损铝合金流利条,其特征在于,所述铝合金材料化学成分的质量百分比为:锶:0.005-0.015%,硅:15.55-15.65%,锰:0.26-0.28%,铬:1.71-1.73%,钛:0.012-0.015%,锆:0.22-0.24%,铜:7.9-8.1%,钼:0.13-0.17%,镁:0.08-0.16%,铬:1.86-1.88%,钨:0.027-0.029%,镍:11.5-11.7%,锌:13.2-13.4%,铁:0.5-0.7%,稀土:0.43-0.45%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,所述稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:12-14%,镨:3-5%,钆:11-13%,铒:16-18%,其余为镧。
2.根据权利要求1所述的耐热抗磨损铝合金流利条,其特征在于,所述铝合金材料化学成分的质量百分比为:锶:0.005%,硅:15.55%,锰:0.26%,铬:1.71%,钛:0.012%,锆:0.22%,铜:7.9%,钼:0.13%,镁:0.08%,铬:1.86%,钨:0.027%,镍:11.5%,锌:13.2%,铁:0.5%,稀土:0.43%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,所述稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:12%,镨:3%,钆:11%,铒:16%,其余为镧。
3.根据权利要求1所述的耐热抗磨损铝合金流利条,其特征在于,所述铝合金材料化学成分的质量百分比为:锶:0.015%,硅:15.65%,锰:0.28%,铬:1.73%,钛:0.015%,锆:0.24%,铜:8.1%,钼:0.17%,镁:0.16%,铬:1.88%,钨:0.029%,镍:11.7%,锌:13.4%,铁:0.7%,稀土:0.45%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,所述稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:14%,镨:5%,钆:13%,铒:18%,其余为镧。
4.根据权利要求1所述的耐热抗磨损铝合金流利条,其特征在于,所述铝合金材料化学成分的质量百分比为:锶:0.010%,硅:15.60%,锰:0.27%,铬:1.72%,钛:0.014%,锆:0.23%,铜:8.0%,钼:0.15%,镁:0.12%,铬:1.87%,钨:0.028%,镍:11.6%,锌:13.3%,铁:0.6%,稀土:0.44%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,所述稀土包括以下质量百分比的各组分:钕:13%,镨:4%,钆:12%,铒:17%,其余为镧。
5.基于权利要求1-4任一权利要求所述的耐热抗磨损铝合金流利条的处理工艺,其特征在于,包括如下具体步骤:
步骤(1):按照前述的质量百分比,将一定量的铝铁合金和一定量的铝钛硅合金放入炉内升温,炉温调升至970-990℃,待合金熔化后再加入其余的铝钛硅合金、铝铜合金,熔化为铝合金融液;
步骤(2):将所述铝合金融液降温至750-790℃,按照比例加入镁锭,均匀搅拌,将精炼剂用铝箔包好,然后用钟罩压入铝液中,精炼17-19分钟,进行扒渣;
步骤(3);将步骤(2)所述融液中加入稀土,将炉温控制在600-620℃,保温40-60分钟;
步骤(4):对炉中吹保护气搅拌,使化学成份达到组分要求,并用真空脱气炉进行脱气,脱气温度为580-620℃,抽气时间在4.5-5.5小时;
步骤(5):使融液温度保持在420-460℃,静置3-5小时,扒渣后浇注得到铝合金。
6.根据权利要求5所述的耐热抗磨损铝合金流利条的处理工艺,其特征在于,所述保护气为包括二氧化碳、六氟化硫或氩气。
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