CN106636790A - 一种高强度的铝合金及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度的铝合金及制备方法，制备铝合金的原料包括硅3‑7%、镁1.5‑1.8%、铁0.25‑0.30%、钴0.05‑0.15%、钙0.04‑0.1%、钼0.02‑0.05%、钐0.05‑0.15%；余量为铝，其中，钴与钐的质量比为1:1，钙与钼的质量比为 2:1，其中百分比为质量百分比。制备方法采用热处理制备。本发明得到的一种高强度的铝合金及制备方法，所得铝合金具有较高的强度，且耐磨，在长期暴露的环境下也不易磨损，制备过程相对简单，原料利用率高，符合当下绿色化工的原则。

Description

一种高强度的铝合金及制备方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金，特别是一种高强度的铝合金及制备方法。

背景技术

目前，在许多场合，无论是建筑、电力、冶金、化工、航空等领域中，铝合金材料被广泛应用，成为了不可缺少的一种材料。随着应用领域的需求增多，对铝合金的强度性能越发重视。而且，长期暴露室外的铝合金制品的强度、耐腐蚀性、耐磨性等都不太理想，在风吹日晒雨淋的环境下，铝合金制品的寿命也会大大缩短，出现磨损、断裂等情况。所以急需一种高强度的铝合金及制备方法的提出。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种耐腐蚀、耐磨、强度高的一种高强度的铝合金，以及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种高强度的铝合金及制备方法，包括硅3-7%、镁1.5-1.8%、铁0.25-0.30%、钴0.05-0.15%、钙0.04-0.1%、钼0.02-0.05%、钐0.05-0.15%；余量为铝，其中，钴与钐的质量比为1:1，钙与钼的质量比为 2:1，其中百分比为质量百分比。

一种高强度的铝合金的制备方法如下：

第一步：将粉末状的3-7%硅、0.25-0.30%铁、0.05-0.15%钴、0.0,4-0.1%钙、0.02-0.05%钼、0.05-0.15%钐按原料配方混合均匀，且钴与钐的质量比为1:1，钙与钼的质量比为 2:1，投入炉中进行熔化，炉内温度为700-730℃，并搅拌20分钟；

第二步：将铝和1.5-1.8%镁粉碎成粉末状，炉内升温至740-760℃后，再将粉末状的铝投入炉内，搅拌10-20分钟后，加入粉末状的镁，充分混合后，进行精炼、扒渣、铝液化学元素快速分析，若分析结果与原料配方有差别，补料进行调整；

第三步：炉内温度保持在700-720℃下30分钟，冷却至600℃；

第四步：铝液取出进行模装，冷却即可得到高强度的铝合金。

其中，硅的加入有利于增强铝合金的延伸性、增大抗张强度，但是过少达不到效果，过多会不利于其他金属成分作用的发挥，所以在3-7%质量百分比内是本发明的最佳配比；镁的加入与硅结合，在制备过程中，会形成有助于提高铝合金强度的镁-硅体系析出物，发挥时效硬化作用；铁作为基体金属杂质混入铝合金中，作为熔化原料，是一种必须元素，但需要控制其掺入量，过多会破坏镁-硅体系析出物的产生，且会提高铝合金制备原料的成本；加入钴，目的在于增大硬度和力度，且使得整个铝合金原料体系能够承受高温淬火，钴的加入还能在一定程度上加强其他元素的某些个性特征，如与硅的合理作用下使得制备的铝合金硬度更大，且耐酸碱性提高；钐的加入有助于硅的生长，以及其他稀土元素的特性发挥；钙的少量加入可以在冶炼过程中除氧、硫、磷等，钴与钐和钙与钼有着固定的质量比例，为的是使原料能够不过都浪费，物尽其用，尽可能达到原料高利用率。

此外，镁放最后加入，其目的在于防止过早加入镁、钐和钴在高温状态下可能会形成尖晶体，不利于铝合金内部结构的形成。

本发明得到的一种高强度的铝合金及制备方法，所得铝合金具有较高的强度，且耐磨，在长期暴露的环境下也不易磨损，制备过程相对简单，原料利用率高，符合当下绿色化工的原则。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

本实施例提供的一种高强度的铝合金及制备方法，包括硅5%、镁1.6%、铁0.25%、钴0.05%、钙0.04%、钼0.02%、钐0.05%、铝92.99%，其中百分比为质量百分比。

具体制备方法如下：

第一步：将粉末状的5%的硅、0.25%的铁、0.05%的钴、0.04%的钙、0.02%的钼、0.05%的钐按原料配方混合均匀，投入炉中进行熔化，炉内温度为730℃，并搅拌20分钟；

第二步：将92.99%的铝和1.6%的镁粉碎成粉末状，炉内升温至760℃后，再将粉末状的铝投入炉内，搅拌20分钟后，加入粉末状的镁，充分混合后，进行精炼、扒渣、铝液化学元素快速分析，若分析结果与原料配方有差别，补料进行调整；

第三步：炉内温度保持在720℃下30分钟，冷却至600℃；

第四步：铝液取出进行模装，冷却即可得到高强度的铝合金。

经测试，本实施例所制备的高强度的铝合金，其强度为235.23Mp，延伸率为6.5%，硬度为86HB。

实施例2：

本实施例提供的一种高强度的铝合金及制备方法与实施例1大致相同，其不同点在于钴、钙、钼、钐和铝的质量百分比的变化，本实施例所用原料包括：硅5%、镁1.6%、铁0.25%、钴0.1%、钙0.08%、钼0.04%、钐0.1%、铝92.83%。

经测试，本实施例所制备的高强度的铝合金，其强度为238.45Mp，延伸率为6.3%，硬度为89HB。

实施例3：

本实施例提供的一种高强度的铝合金及制备方法与实施例1大致相同，其不同点在于钴、钙、钼、钐和铝的质量百分比的变化，本实施例所用原料包括：硅5%、镁1.6%、铁0.25%、钴0.15%、钙0.1%、钼0.05%、钐0.15%、铝92.7%。

经测试，本实施例所制备的高强度的铝合金，其强度为237.95Mp，延伸率为6.2%，硬度为85HB。

以上三个实施例所得铝合金，检测表明其耐腐蚀程度均高于普通铝合金。

Claims (2)

1.一种高强度的铝合金，其特征在于各组分按以下质量百分含量分别为：硅3-7%、镁1.5-1.8%、铁0.25-0.30%、钴0.05-0.15%、钙0.04-0.1%、钼0.02-0.05%、钐0.05-0.15%；余量为铝，其中，钴与钐的质量比为1:1，钙与钼的质量比为 2:1。

2.根据权利要求1所述的一种高强度的铝合金的制备方法，其特征在于：

第一步：将粉末状的3-7%硅、0.25-0.30%铁、0.05-0.15%钴、0.04-0.1%钙、0.02-0.05%钼、0.05-0.15%钐按原料配方混合均匀，且钴与钐的质量比为1:1，钙与钼的质量比为 2:1，投入炉内温度为700-730℃的炉中进行熔化，并搅拌20分钟；

第二步：将铝和1.5-1.8%镁粉碎成粉末状，炉内升温至740-760℃后，再将粉末状的铝投入炉内，搅拌10-20分钟后，加入粉末状的镁，充分混合后，进行精炼、扒渣、铝液化学元素快速分析，若分析结果与原料配方有差别，补料进行调整；

第三步：炉内温度保持在700-720℃下30分钟，之后冷却至600℃；

第四步：铝液取出进行模装，冷却即可得到高强度的铝合金。