CN105803269A - 一种高强度铝合金及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种高强度铝合金，属于铝合金技术领域，所述的铝合金材料由以下重量百分比的组分构成：Zn：1.5～2.5％，Mg：0.8～1.5％、Mn：0.01‑0.1％、Zr：1.0‑2.2％、W：0.1～0.3％、V：0.1～0.3％、B：0.01～0.03％、Ti：2～4％、Si：0.1～0.5％，Ni：0.01～0.03％、Sr：0.05‑0.08％、Bi：0.15‑0.35％、Fe：0.1～0.4％、Pb：0.01～0.1％、Cr：0.08～0.15％；其余为Al。通过本发明的原料、配比合制作工艺的配合制备的高强度铝合金，具有高强度的性能，通过检测其屈服强度可达到780Mpa，抗拉强度达到1000Mpa以上，延伸率在20％左右，具有良好的抗时效稳定性、延展性和综合强韧性。

Description

一种高强度铝合金及其制作工艺
技术领域
本发明属于铝合金技术领域，尤其涉及一种高强度铝合金及其制作工艺。
背景技术
铝合金是以铝为基础加入其它元素组成的合金，是结构工程中最常用的材料，具有比重小、传热性好、导电性好、环保、可回收循环利用，被广泛应用于3C、汽车交通运输、家居、航空航天、化工、火箭等各个领域。目前高强度铝合金在工业领域运用的数量和范围越来越多，但现有技术中的合金铝存在许多问题，无法满足加工成型、表面质量及热处理等方面，这使得对高强度铝合金材料在工业领域中的使用受到限制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度铝合金及其制作工艺。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种高强度铝合金，所述的铝合金材料由以下重量百分比的组分构成：Zn：1.5～2.5％，Mg：0.8～1.5％、Mn：0.01-0.1％、Zr：1.0-2.2％、W：0.1～0.3％、V：0.1～0.3％、B：0.01～0.03％、Ti：2～4％、Si：0.1～0.5％，Ni：0.01～0.03％、Sr：0.05-0.08％、Bi：0.15-0.35％、Fe：0.1～0.4％、Pb：0.01～0.1％、Cr：0.08～0.15％；其余为Al。
进一步的，所述的铝合金材料由以下重量百分比的组分构成：Zn：2％，Mg：1％、Mn：0.07％、Zr：1.8％、W：0.2％、V：0.2％、B：0.02％、Ti：3％、Si：0.3％，Ni：0.02％、Sr：0.06％、Bi：0.25％、Fe：0.2％、Pb：0.06％、Cr：0.1％；其余为Al。。
同时，本发明提供了一种高强度铝合金的制作工艺，包括以下步骤：
(1)将熔炼炉预热15～25min，向炉内投放纯铝锭，加热至700℃～730℃，熔化后的铝液恒温20～30分钟；使纯铝锭充分熔化，再向铝液中加入硅、锰依次熔化，随后将温度降至660℃～700℃，将镁完全压入合金液中；
(2)将剩余的合金的组分加入合金液中，保温20～30min，随后升温至750℃～800℃，将精炼剂加入合金液中，保温30～40min；
(3)将步骤(2)获得的熔融体降温至660℃～700℃，在熔体中通过惰性气体吹入精炼剂，然后继续用惰性气体除气除渣，时间为2h以上；
(4)进行压铸后，降温至350～400℃，恒温处理1～2h；
(5)快速升温固溶处理的升温速率100℃～300℃/s，温度450℃～480℃，时间20-30min；
(6)降温至250℃～300℃的温度下进行时效处理，时效时间为8～10h，然后降低至常温。
进一步的，所述的精炼剂加入量为熔融体总量的0.1～0.3％。
进一步的，所述的精炼剂为以下重量份的原料组成：K2CO330～35份、氟铝酸钾10～12份、氧化钙3～5份、BAlF330～35份、K2SiF6 5～10份、C6Cl6 10～15份。
本发明的有益效果在于：通过本发明的原料、配比合制作工艺的配合制备的的高强度铝合金，具有高强度的性能，通过检测其屈服强度可达到780Mpa，抗拉强度达到1000Mpa以上，延伸率在20％左右，具有良好的抗时效稳定性、延展性和综合强韧性。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例一
本发明提供的一种高强度铝合金，所述的铝合金材料由以下重量百分比的组分构成：Zn：1.5％，Mg：0.8％、Mn：0.01％、Zr：1.0％、W：0.1％、V：0.1％、B：0.01％、Ti：2％、Si：0.1％，Ni：0.01％、Sr：0.05％、Bi：0.15％、Fe：0.1％、Pb：0.01％、Cr：0.08％；其余为Al。
其制作工艺包括以下步骤：
(1)将熔炼炉预热15min，向炉内投放纯铝锭，加热至700℃，熔化后的铝液恒温20min；使纯铝锭充分熔化，再向铝液中加入硅、锰依次熔化，随后将温度降至660℃℃，将镁完全压入合金液中；
(2)将剩余的合金的组分加入合金液中，保温20min，随后升温至750℃，将精炼剂加入合金液中，保温30；
(3)将步骤(2)获得的熔融体降温至660℃，在熔体中通过惰性气体吹入精炼剂，然后继续用惰性气体除气除渣，时间为2h以上；所述的精炼剂加入量为熔融体总量的0.1％，所述的精炼剂为以下原料组成：K2CO330kg、氟铝酸钾10kg、氧化钙3kg、BAlF330kg、K2SiF6 5kg、C6Cl6 10kg。
(4)进行压铸后，降温至350℃，恒温处理1h；
(5)快速升温固溶处理的升温速率100℃℃/s，温度450℃℃，时间20min；
(6)降温至250℃℃的温度下进行时效处理，时效时间为8h，然后降低至常温。
实施例二
本发明提供的一种高强度铝合金，所述的铝合金材料由以下重量百分比的组分构成：Zn：2.5％，Mg：1.5％、Mn：0.1％、Zr：2.2％、W：0.3％、V：0.3％、B：0.03％、Ti：4％、Si：0.5％，Ni：0.03％、Sr：0.08％、Bi：0.35％、Fe：0.4％、Pb：0.1％、Cr：0.15％；其余为Al。
其制作工艺包括以下步骤：
(1)将熔炼炉预热25min，向炉内投放纯铝锭，加热至730℃，熔化后的铝液恒温30分钟；使纯铝锭充分熔化，再向铝液中加入硅、锰依次熔化，随后将温度降至700℃，将镁完全压入合金液中；
(2)将剩余的合金的组分加入合金液中，保温30min，随后升温至800℃，将精炼剂加入合金液中，保温40min；
(3)将步骤(2)获得的熔融体降温至700℃，在熔体中通过惰性气体吹入精炼剂，然后继续用惰性气体除气除渣，时间为2h以上；所述的精炼剂加入量为熔融体总量的0.3％，所述的精炼剂为以下原料组成：K2CO335kg、氟铝酸钾12kg、氧化钙5kg、BAlF335kg、K2SiF6 10kg、C6Cl6 15kg。
(4)进行压铸后，降温至400℃，恒温处理2h；
(5)快速升温固溶处理的升温速率300℃/s，温度480℃，时间30min；
(6)降温至300℃的温度下进行时效处理，时效时间为10h，然后降低至常温。
实施例三
本发明提供的一种高强度铝合金，所述的铝合金材料由以下重量百分比的组分构成：Zn：2％，Mg：1％、Mn：0.07％、Zr：1.8％、W：0.2％、V：0.2％、B：0.02％、Ti：3％、Si：0.3％，Ni：0.02％、Sr：0.06％、Bi：0.25％、Fe：0.2％、Pb：0.06％、Cr：0.1％；其余为Al。。
其制作工艺包括以下步骤：
(1)将熔炼炉预热20min，向炉内投放纯铝锭，加热至720℃，熔化后的铝液恒温25分钟；使纯铝锭充分熔化，再向铝液中加入硅、锰依次熔化，随后将温度降至680℃，将镁完全压入合金液中；
(2)将剩余的合金的组分加入合金液中，保温25min，随后升温至780℃，将精炼剂加入合金液中，保温35min；
(3)将步骤(2)获得的熔融体降温至680℃，在熔体中通过惰性气体吹入精炼剂，然后继续用惰性气体除气除渣，时间为2h以上；所述的精炼剂加入量为熔融体总量的0.2％，所述的精炼剂为以下原料组成：K2CO3 33kg、氟铝酸钾11kg、氧化钙4kg、BAlF333kg、K2SiF6 8kg、C6Cl6 12kg。
(4)进行压铸后，降温至360℃，恒温处理1.5h；
(5)快速升温固溶处理的升温速率200℃/s，温度470℃，时间25min；
(6)降温至280℃的温度下进行时效处理，时效时间为9h，然后降低至常温。

Claims (5)

1.一种高强度铝合金，其特征在于：所述的铝合金材料由以下重量百分比的组分构成：Zn：1.5～2.5％，Mg：0.8～1.5％、Mn：0.01-0.1％、Zr：1.0-2.2％、W：0.1～0.3％、V：0.1～0.3％、B：0.01～0.03％、Ti：2～4％、Si：0.1～0.5％，Ni：0.01～0.03％、Sr：0.05-0.08％、Bi：0.15-0.35％、Fe：0.1～0.4％、Pb：0.01～0.1％、Cr：0.08～0.15％；其余为Al。
2.如权利要求1所述的高强度铝合金，其特征在于：所述的铝合金材料由以下重量百分比的组分构成：Zn：2％，Mg：1％、Mn：0.07％、Zr：1.8％、W：0.2％、V：0.2％、B：0.02％、Ti：3％、Si：0.3％，Ni：0.02％、Sr：0.06％、Bi：0.25％、Fe：0.2％、Pb：0.06％、Cr：0.1％；其余为Al。。
3.一种如权利要求1～2所述的高强度铝合金的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将熔炼炉预热15～25min，向炉内投放纯铝锭，加热至700℃～730℃，熔化后的铝液恒温20～30分钟；使纯铝锭充分熔化，再向铝液中加入硅、锰依次熔化，随后将温度降至660℃～700℃，将镁完全压入合金液中；
(2)将剩余的合金的组分加入合金液中，保温20～30min，随后升温至750℃～800℃，将精炼剂加入合金液中，保温30～40min；
(3)将步骤(2)获得的熔融体降温至660℃～700℃，在熔体中通过惰性气体吹入精炼剂，然后继续用惰性气体除气除渣，时间为2h以上；
(4)进行压铸后，降温至350～400℃，恒温处理1～2h；
(5)快速升温固溶处理的升温速率100℃～300℃/s，温度450℃～480℃，时间20-30min；
(6)降温至250℃～300℃的温度下进行时效处理，时效时间为8～10h，然后降低至常温。
4.如权利要求3所述的高强度铝合金的制作工艺，其特征在于：所述的精炼剂加入量为熔融体总量的0.1～0.3％。
5.如权利要求3所述的高强度铝合金的制作工艺，其特征在于：所述的精炼剂为以下重量份的原料组成：K2CO330～35份、氟铝酸钾10～12份、氧化钙3～5份、BAlF330～35份、K2SiF65～10份、C6Cl610～15份。
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