CN106238741A - 汽车用铝镁合金材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车用铝镁合金材料的制备方法，其包括将铝镁钴粒进行熔炼，待溶清后捞净浮渣，得到合金液；将合金液浇注至模具中，连同模具迅速置于冷水中冷却至室温，得到合金锭；接着将合金锭车削成细屑后进行粉碎，得到合金粉；将合金粉与液体混合，并加入有机粘合剂搅拌均匀，配制成金属粉浆料；再将浆料通过喷雾造粒机制成粉末。本发明通过合金液浇注至模具中，然后置于冷水中冷却至室温，使合金液快速冷却，保证金属在高温阶段停留时间较短，合金元素来不及扩散，从而细化组织，降低偏析，再通过喷雾造粒机可制备强度较高的金属粉末。

Description

汽车用铝镁合金材料的制备方法
技术领域
本发明涉及汽车用铝镁合金材料的制备方法。
背景技术
以镁为主要合金元素的铝合金具有质量轻、耐蚀好、易成型、中等强度的 特征，广泛应用于汽车板、油罐车、运煤车、船舶等交通工具制造，用铝合金制造交通工具可明显减轻自重、提高运载能力、减少能源消耗，目前多用于汽车发动机和变速箱。随着社会的发展，人们要求交通工具具备更高的使用性能与可靠性，这对某些部件用材料的力学性能、成型性能、热稳定性等综合性能 也提出了更高的要求。以汽车的发动机铝合金为例，要求材料性能满足抗拉强度在280 ～ 350Mpa、屈服强度 σ0.2 ≥ 125 Mpa、伸长率 δ ≥ 26％，同时材料喷漆烘烤后强度不发生明显下降。这就要求材料在较高强度的情况下保存很高的延伸率，以提高 材料的成型性能，同时要求材料具有很高的耐热性能，以使制备出的交通工具具有更高的 安全性能。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种可制备强度高、延伸性较好的汽车用铝镁合金材料的制备方法。
本发明采用的技术方案为：汽车用铝镁合金材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将铝粒、钴粒和镁粒进行熔炼，待溶清后捞净浮渣，得到合金液；
（2）将合金液浇注至模具中，然后置于冷水中冷却至室温，得到合金锭；
（3）将合金锭车削成细屑后进行粉碎，得到合金粉；
（4）将合金粉与液体混合，并加入有机粘合剂搅拌均匀，配制成金属粉浆料；
（5）再将浆料通过喷雾造粒机制成粉末。
作为优选，钴的含量为2-3wt%，镁的含量为5—12 wt %，余量为铝。
作为优选，所述液体采用蒸馏水或去离子水，且合金粉与液体的质量比为（2.5—3）：1。
作为优选，所述有机粘合剂采用金属造粒剂，其加入量为合金粉质量的2—4%。
作为优选，所述喷雾造粒机采用离心喷雾造粒机或压力喷雾造粒机。
作为优选，所述离心喷雾造粒机的转速为5000—8000转/分，压力喷雾造粒机的压力为15—25kg/ cm 2。
作为优选，所述喷雾造粒机干燥空气的进口温度为250—350℃、出口温度为100—150℃；干燥空气的流量为100—200 Nm 3 /h；进料速度为10—20 kg/h。
从以上技术方案可知，本发明通过合金液浇注至模具中，然后置于冷水中冷却至室温，使合金液快速冷却，保证金属在高温阶段停留时间较短，合金元素来不及扩散，从而细化组织，降低偏析，再通过喷雾造粒机可制备前强度较高、延伸率较好的粉末。
具体实施方式
下面将详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
汽车用铝镁合金材料的制备方法，其包括以下步骤：
以铝、镁、钴粒为原料，并按钴的含量为2-3wt%、镁的含量为5—12 wt %、余量为铝进行配料；然后将铝粒置于感应加热炉中，铝粒溶解后加入镁粒和钴粒进行熔炼，待溶清后捞净浮渣，得到合金液；将合金液浇注至模具中，连同模具迅速置于冷水中冷却至室温，得到合金锭；接着将合金锭车削成细屑后进行粉碎，得到合金粉；接着将合金粉与液体混合，并加入金属造粒剂搅拌均匀，配制成金属粉浆料；再将浆料通过离心喷雾造粒机或压力喷雾造粒机制备金属粉末。
实施例1
将93wt %铝粒置于感应加热炉中，铝粒溶解后加入2wt %钴粒和5wt%镁粒进行熔炼，待溶清后捞净浮渣，得到合金液；将合金液浇注至模具中，连同模具迅速置于冷水中冷却至室温，得到合金锭；接着将合金锭车削成细屑后进行粉碎，得到合金粉；接着将合金粉与蒸馏水混合，且合金粉与蒸馏水的质量比为2.5：1，并加入合金粉质量的2%金属造粒剂搅拌均匀，配制成金属粉浆料；再将浆料通过离心喷雾造粒机进行造粒，其中喷雾造粒机干燥空气的进口温度为250℃、出口温度为100℃、干燥空气的流量为100 Nm 3 /h、进料速度为10kg/h，离心喷雾造粒机的转速为5000—8000转/分，从而合金粉末；该合金粉末用于汽车发动机部件时的抗拉强度可达337Mpa、屈服强度达到130Mpa、伸长率达25％。
实施例2
将88wt %铝粒置于感应加热炉中，铝粒溶解后加入3 wt %钴粒和9wt%镁粒进行熔炼，待溶清后捞净浮渣，得到合金液；将合金液浇注至模具中，连同模具迅速置于冷水中冷却至室温，得到合金锭；接着将合金锭车削成细屑后进行粉碎，得到合金粉；接着将合金粉与去离子水混合，且合金粉与去离子水的质量比为2.8：1，并加入合金粉质量的3%金属造粒剂搅拌均匀，配制成金属粉浆料；再将浆料通过压力喷雾造粒机进行造粒，其中喷雾造粒机干燥空气的进口温度为300℃、出口温度为130℃、干燥空气的流量为150 Nm 3 /h、进料速度为15kg/h，压力喷雾造粒机的压力为25kg/ cm 2，从而获得球状的3D打印用金属粉末；该合金粉末用于汽车发动机部件时的抗拉强度可达392Mpa、屈服强度达到176Mpa、伸长率达28％。
实施例3
将85.5 wt %铝粒置于感应加热炉中，铝粒溶解后加入2.5wt %钴粒和12wt%镁粒进行熔炼，待溶清后捞净浮渣，得到合金液；将合金液浇注至模具中，连同模具迅速置于冷水中冷却至室温，得到合金锭；接着将合金锭车削成细屑后进行粉碎，得到合金粉；接着将合金粉与去离子水混合，且合金粉与去离子水的质量比为3：1，并加入合金粉质量的4%金属造粒剂搅拌均匀，配制成金属粉浆料；再将浆料通过压力喷雾造粒机进行造粒，其中喷雾造粒机干燥空气的进口温度为350℃、出口温度为150℃、干燥空气的流量为200 Nm 3 /h、进料速度为20 kg/h，压力喷雾造粒机的压力为15kg/ cm 2，从而获得球状的3D打印用金属粉末；该合金粉末用于汽车发动机部件时的抗拉强度可达348Mpa、屈服强度达到146Mpa、伸长率达26.7％。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.汽车用铝镁合金材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将铝粒、钴粒和镁粒进行熔炼，待溶清后捞净浮渣，得到合金液；
（2）将合金液浇注至模具中，然后置于冷水中冷却至室温，得到合金锭；
（3）将合金锭车削成细屑后进行粉碎，得到合金粉；
（4）将合金粉与液体混合，并加入有机粘合剂搅拌均匀，配制成金属粉浆料；
（5）再将浆料通过喷雾造粒机制成粉末。
2.根据权利要求1所述汽车用铝镁合金材料的制备方法，其特征在于：钴的含量为2-3wt%，镁的含量为5—12 wt %，余量为铝。
3.如权利要求1所述汽车用铝镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述液体采用蒸馏水或去离子水，且合金粉与液体的质量比为（2.5—3）：1。
4.如权利要求1所述汽车用铝镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述有机粘合剂采用金属造粒剂，其加入量为合金粉质量的2—4%。
5.如权利要求1所述汽车用铝镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述喷雾造粒机采用离心喷雾造粒机或压力喷雾造粒机。
6.如权利要求5所述汽车用铝镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述离心喷雾造粒机的转速为5000—8000转/分，压力喷雾造粒机的压力为15—25kg/ cm 2。
7.如权利要求5所述汽车用铝镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述喷雾造粒机干燥空气的进口温度为250—350℃、出口温度为100—150℃；干燥空气的流量为100—200 Nm3 /h；进料速度为10—20 kg/h。
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