CN105671370A - 一种高铁用稀土铝合金杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铁用稀土铝合金杆，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：铝95.5-98.5份、铁0.8-1.2份、铜0.2-0.3份、硅0.03-0.05份、铬0.025-0.045份、铈0.02-0.03份、镧0.015-0.025份、钕0.01-0.02份、镨0.01-0.02份、镁0.008-0.01份。本发明制备方法简单，工艺较好，生产成本低，加入稀土元素后的铝合金杆的耐热性和可塑性更好，抗拉强度和硬度更强，适合高铁建设中使用。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金杆技术领域，尤其涉及一种高铁用稀土铝合金杆。
背景技术
铝合金是工业中使用最广泛的有色金属材料之一，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已有大量应用。随着科学技术以及工业经济的快速发展，铝合金的需求日益增多，铝合金的研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金在高铁中的发展。
作为高铁用铝合金杆，常用的铝合金杆要拉丝到0.10-0.12mm。而目前，在机械加工行业线缆领域里面，传统的铝杆或铝合金杆在制造后，由于组织材料结构的限制，影响材料在加工时的性能，其抗拉强度以及伸长率都偏低，抗拉强度只有190Mpa，伸长率只有15％甚至更低，在后续拉丝过程中，造成早期断丝或强度不合格，这样不仅造成了原材料的浪费，而且增加了生产成本，没有加入稀土元素的铝合金杆不利于高铁中的应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高铁用稀土铝合金杆。
一种高铁用稀土铝合金杆，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：
铝：95.5-98.5份；
铁：0.8-1.2份；
铜：0.2-0.3份；
硅：0.03-0.05份；
铬：0.025-0.045份；
铈：0.02-0.03份；
镧：0.015-0.025份；
钕：0.01-0.02份；
镨：0.01-0.02份；
镁：0.008-0.01份。
优选地，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：
铝：96.5-97.5份；
铁：0.9-1.1份；
铜：0.25-0.28份；
硅：0.035-0.045份；
铬：0.03-0.04份；
铈：0.024-0.026份；
镧：0.018-0.022份；
钕：0.014-0.016份；
镨：0.014-0.016份；
镁：0.009-0.0095份。
优选地，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：铝96.5份、铁0.9份、铜0.25份、硅0.035份、铬0.03份、铈0.024份、镧0.018份、钕0.014份、镨0.014份、镁0.009份。
优选地，所述铝的型号为Al99.70或A380.0。
优选地，所述铝、铁、铜的重量比为96.5-97.5：0.9-1.1：0.25-0.28。
本发明还提出了一种高铁用稀土铝合金杆的制备方法，包括以下步骤：
S1，熔炼：将铝锭加温至750-760℃，待完全融化形成铝液后，按照份量配比称取铁、铜、硅、铬、铈、镧、钕、镨、镁，并将其加入铝液，充分搅拌混合后得到铝合金液；
S2，铸造：
a、除气精炼：将S1中的铝合金液放入除气机，在740-750℃的温度下进行除气精炼；
b、浇铸：将S2中铝合金液在725-730℃下保温静置50-60分钟，浇铸得到铸锭；
c、轧制：将S3中的铸锭冷却，再进行热轧，冷却后再升温至450-490℃下保温3-4小时，得到固溶铝合金杆；
S3，人工时效：将S4中的固溶铝合金杆人工时效3.6-3.8小时，且保持温度152-158℃，待冷却后即可得到稀土铝合金杆。
优选的，在S5中，人工时效的温度为153-157℃，人工时效的时间为3.65-3.75小时。
优选的，在S1的除气精炼中温度保持在745℃。
本发明中，在铝合金杆的成分中加入了镁元素，合金的铸态组织得到了细化，较大程度地提高了铝合金杆的力学性能，加入适量的钕后，因为钕中拥有稀土元素的特性，铝合金杆的抗拉强度和硬度均得到增强，加入稀土元素中的铈和镧可以提高合金杆的延展性，并且增加了耐腐蚀性能，改善了铝合金杆的耐热性和可塑性，适合在高铁建设中使用，该铝合金杆制备方法简单，工艺较好，生产成本低，适合企业大规模生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
一种高铁用稀土铝合金杆，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：铝95.5份、铁0.8份、铜0.2份、硅0.03份、铬0.025份、铈0.02份、镧0.015份、钕0.01份、镨0.01份、镁0.008份。
其制备方法包括以下步骤：
S1，熔炼：将铝锭加温至750℃，待完全融化形成铝液后，按照份量配比称取铁、铜、硅、铬、铈、镧、钕、镨、镁，并将其加入铝液，充分搅拌混合后得到铝合金液；
S2，铸造：
a、除气精炼：将S1中的铝合金液放入除气机，在740℃的温度下进行除气精炼；
b、浇铸：将S2中铝合金液在725℃下保温静置50分钟，浇铸得到铸锭；
c、轧制：将S3中的铸锭冷却，再进行热轧，冷却后再升温至450℃下保温3小时，得到固溶铝合金杆；
S3，人工时效：将S4中的固溶铝合金杆人工时效3.6小时，且保持温度152℃，待冷却后即可得到稀土铝合金杆。
实施例二
一种高铁用稀土铝合金杆，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：铝96.2份、铁0.9份、铜0.22份、硅0.035份、铬0.03份、铈0.022份、镧0.017份、钕0.012份、镨0.012份、镁0.0085份。
其制备方法包括以下步骤：
S1，熔炼：将铝锭加温至752℃，待完全融化形成铝液后，按照份量配比称取铁、铜、硅、铬、铈、镧、钕、镨、镁，并将其加入铝液，充分搅拌混合后得到铝合金液；
S2，铸造：
a、除气精炼：将S1中的铝合金液放入除气机，在742℃的温度下进行除气精炼；
b、浇铸：将S2中铝合金液在726℃下保温静置52分钟，浇铸得到铸锭；
c、轧制：将S3中的铸锭冷却，再进行热轧，冷却后再升温至460℃下保温3.2小时，得到固溶铝合金杆；
S3，人工时效：将S4中的固溶铝合金杆人工时效3.65小时，且保持温度153.5℃，待冷却后即可得到稀土铝合金杆。
实施例三
一种高铁用稀土铝合金杆，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：铝97份、铁1份、铜0.25份、硅0.04份、铬0.035份、铈0.025份、镧0.02份、钕0.015份、镨0.015份、镁0.009份。
其制备方法包括以下步骤：
S1，熔炼：将铝锭加温至755℃，待完全融化形成铝液后，按照份量配比称取铁、铜、硅、铬、铈、镧、钕、镨、镁，并将其加入铝液，充分搅拌混合后得到铝合金液；
S2，铸造：
a、除气精炼：将S1中的铝合金液放入除气机，在745℃的温度下进行除气精炼；
b、浇铸：将S2中铝合金液在727.5℃下保温静置55分钟，浇铸得到铸锭；
c、轧制：将S3中的铸锭冷却，再进行热轧，冷却后再升温至470℃下保温3.5小时，得到固溶铝合金杆；
S3，人工时效：将S4中的固溶铝合金杆人工时效3.7小时，且保持温度155℃，待冷却后即可得到稀土铝合金杆。
实施例四
一种高铁用稀土铝合金杆，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：铝97.8份、铁1.1份、铜0.28份、硅0.045份、铬0.04份、铈0.028份、镧0.023份、钕0.017份、镨0.017份、镁0.0095份。
其制备方法包括以下步骤：
S1，熔炼：将铝锭加温至758℃，待完全融化形成铝液后，按照份量配比称取铁、铜、硅、铬、铈、镧、钕、镨、镁，并将其加入铝液，充分搅拌混合后得到铝合金液；
S2，铸造：
a、除气精炼：将S1中的铝合金液放入除气机，在747℃的温度下进行除气精炼；
b、浇铸：将S2中铝合金液在728.5℃下保温静置57分钟，浇铸得到铸锭；
c、轧制：将S3中的铸锭冷却，再进行热轧，冷却后再升温至480℃下保温3.8小时，得到固溶铝合金杆；
S3，人工时效：将S4中的固溶铝合金杆人工时效3.75小时，且保持温度156.5℃，待冷却后即可得到稀土铝合金杆。
实施例五
一种高铁用稀土铝合金杆，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：铝98.5份、铁1.2份、铜0.3份、硅0.05份、铬0.045份、铈0.03份、镧0.025份、钕0.02份、镨0.02份、镁0.01份。
其制备方法包括以下步骤：
S1，熔炼：将铝锭加温至760℃，待完全融化形成铝液后，按照份量配比称取铁、铜、硅、铬、铈、镧、钕、镨、镁，并将其加入铝液，充分搅拌混合后得到铝合金液；
S2，铸造：
a、除气精炼：将S1中的铝合金液放入除气机，在750℃的温度下进行除气精炼；
b、浇铸：将S2中铝合金液在730℃下保温静置60分钟，浇铸得到铸锭；
c、轧制：将S3中的铸锭冷却，再进行热轧，冷却后再升温至490℃下保温4小时，得到固溶铝合金杆；
S3，人工时效：将S4中的固溶铝合金杆人工时效3.8小时，且保持温度158℃，待冷却后即可得到稀土铝合金杆。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高铁用稀土铝合金杆，其特征在于，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：
2.根据权利要求1所述的一种高铁用稀土铝合金杆，其特征在于，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：
3.根据权利要求1所述的一种高铁用稀土铝合金杆，其特征在于，所述铝合金杆由以下重量份的成分组成：铝96.5份、铁0.9份、铜0.25份、硅0.035份、铬0.03份、铈0.024份、镧0.018份、钕0.014份、镨0.014份、镁0.009份。
4.根据权利要求1所述的一种高铁用稀土铝合金杆，其特征在于，所述铝的型号为Al99.70或A380.0。
5.根据权利要求1所述的一种高铁用稀土铝合金杆，其特征在于，所述铝、铁、铜的重量比为96.5-97.5：0.9-1.1：0.25-0.28。
6.根据权利要求1所述的一种高铁用稀土铝合金杆，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
S1，熔炼：将铝锭加温至750-760℃，待完全融化形成铝液后，按照份量配比称取铁、铜、硅、铬、铈、镧、钕、镨、镁，并将其加入铝液，充分搅拌混合后得到铝合金液；
S2，铸造：
a、除气精炼：将S1中的铝合金液放入除气机，在740-750℃的温度下进行除气精炼；
b、浇铸：将S2中铝合金液在725-730℃下保温静置50-60分钟，浇铸得到铸锭；
c、轧制：将S3中的铸锭冷却，再进行热轧，冷却后再升温至450-490℃下保温3-4小时，得到固溶铝合金杆；
S3，人工时效：将S4中的固溶铝合金杆人工时效3.6-3.8小时，且保持温度152-158℃，待冷却后即可得到稀土铝合金杆。
7.根据权利要求5所述的一种高铁用稀土铝合金杆，其特征在于，在S3中，人工时效的温度为153-157℃，人工时效的时间为3.65-3.75小时。
8.根据权利要求5所述的一种高铁用稀土铝合金杆，其特征在于，在S1的除气精炼中温度保持在745℃。
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