CN107034373A - 一种新型铝合金的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
一种新型铝合金的制作工艺，包括以下制备步骤：一、将熔炼炉预热30‑40min，向炉内投放纯铝锭，加热至900‑1200℃，熔化后的铝液恒温15‑25min；二、将熔炼炉的温度上升至1500‑1750℃，将粉末状的Mn和Cr加入到铝液中，混炼至物料完全熔化，再向铝液中加入Si混炼至熔化，随后将温度降至600‑800℃，将Mg完全压入铝液中，混炼得到合金液；三、再将C、Fe、Ti和Sr加入到合金液中混炼至完全熔化，将温度上升至900‑980℃，加入精炼剂，得到熔融体；四、将熔融体降温至650‑750℃，在熔体中通入惰性气体除气除渣，之后将熔融体注入模具中通过反向挤压铸造形成成品。本发明提供的制作工艺制作的铝合金，能够提高铝合金的力学性能，进一步的提高耐磨性能，满足相关行业的需求。
Description
技术领域
本发明属于铝合金材料的制作技术领域，具体涉及一种新型铝合金的制作工艺。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，因其具有比重小、导热性好、易于成型、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材、电力和电子工业、机械制造业以及石油化工等行业，其用量仅次于钢。
铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类。形变铝合金能承受压力加工，可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等；形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
铝合金是一种含有镁和硅元素的合金材料，具有好的机械性质，可以进行热处理及焊接是目前应用最广的铝合金。铝合金热挤压制品在热挤压后的组织中形成粗大晶粒或淬火后，会在制品断面周边形成粗大的再结晶区，称为粗晶组织，它是铝合金挤压制品中常见的缺陷，导致后续加工过程中制品表面起皱、氧化后表面花斑、色差等问题，更为严重的是会造成铝合金材料的力学性能剧烈下降，在使用过程中过早失效，从而严重地限制了铝合金在高品质、高性能要求领域的应用。随着航空航天工业、汽车工业、电子工业等的迅速发展，对铝合金挤压制品的质量要求越来越高，既要求制品无粗晶环，又要求制品有较高的力学性能。
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，随着经济的发展，对合金的要求越来越高，目前市场上的合金存在耐磨强度不够、不耐高温等问题，为克服现有技术的缺陷，因此需要一种更好的铝合金及其制作工艺来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型铝合金的制作工艺，本发明提供的制作工艺制作的铝合金，能够提高铝合金的力学性能，进一步的提高耐磨性能，满足相关行业的需求。
本发明提供了如下的技术方案：
一种新型铝合金的制作工艺，包括以下制备步骤：
一、将熔炼炉预热30-40min，预热温度为200-300℃，向炉内投放纯铝锭，加热至900-1200℃，熔化后的铝液恒温15-25min；
二、将熔炼炉的温度上升至1500-1750℃，将粉末状的Mn和Cr加入到铝液中，混炼至物料完全熔化，再向铝液中加入Si混炼至熔化，随后将温度降至600-800℃，将Mg完全压入铝液中，混炼得到合金液；
三、再将C、Fe、Ti和Sr加入到合金液中混炼至完全熔化，保温30-40min后，将温度上升至900-980℃，加入精炼剂，保温20-30min，得到熔融体；
四、将熔融体降温至650-750℃，在熔体中通入惰性气体除气除渣，时间在2-3h，之后将熔融体注入模具中通过反向挤压铸造形成成品。
优选的，所述铝合金包括以下重量份的原料：Al：120-140份、Mn：5-7份、Cr：3-6份、Si：4-6份、Mg：3-5份、C：3-5份、Fe：6-8份、Ti：4-7份和Sr：3-7份。
优选的，所述步骤三精炼剂由LiCl、碳酸钾、氟铝酸钾、轻质碳酸钙、BAlF3、Na2SiF6和C6Cl6制成。
优选的，所述步骤三精炼剂的加入量占熔融体质量的5-8%。
优选的，所述步骤四注入模具后需进行快速升温固溶处理和时效处理。
优选的，所述快速升温固溶处理的升温速率50-70℃/s，温度500-700℃，时间20-30min。
优选的，所述时效处理为降温至200-250℃，时效时间为5-7h，然后降低至常温。
优选的，所述步骤四的反向挤压的挤压筒温度为380-430℃，平模温度为520-580℃。
本发明的有益效果是：
本发明提供的制作工艺制作的铝合金，能够提高铝合 金的力学性能，进一步的提高耐磨性能，满足相关行业的需求。
本发明通过合理的选择合金的原料及其配比，原料中的C、Si、Fe、Ti、Si、Sr、Cr能够提高铝合金的耐磨性能。
本发明通过添加Mn元素和Cr元素调整铝合金成分的比例，在加热过程中达到抑制晶粒生长，从而阻止了粗晶的形成，获得的铝合金平均晶粒尺寸在30μm以下。
本发明的制备方法易于操作，效果明显，适合工业化大规模推广生产。
具体实施方式
实施例1
一种新型铝合金的制作工艺，包括以下制备步骤：
一、将熔炼炉预热40min，预热温度为200℃，向炉内投放纯铝锭，加热至900℃，熔化后的铝液恒温15min；
二、将熔炼炉的温度上升至1750℃，将粉末状的Mn和Cr加入到铝液中，混炼至物料完全熔化，再向铝液中加入Si混炼至熔化，随后将温度降至600℃，将Mg完全压入铝液中，混炼得到合金液；
三、再将C、Fe、Ti和Sr加入到合金液中混炼至完全熔化，保温40min后，将温度上升至900℃，加入精炼剂，保温30min，得到熔融体；
四、将熔融体降温至650℃，在熔体中通入惰性气体除气除渣，时间在3h，之后将熔融体注入模具中通过反向挤压铸造形成成品。
铝合金包括以下重量份的原料：Al：140份、Mn：5份、Cr：6份、Si：4份、Mg：5份、C：3份、Fe：8份、Ti：4份和Sr：7份。
步骤三精炼剂由LiCl、碳酸钾、氟铝酸钾、轻质碳酸钙、BAlF3、Na2SiF6和C6Cl6制成。
步骤三精炼剂的加入量占熔融体质量的5%。
步骤四注入模具后需进行快速升温固溶处理和时效处理。
快速升温固溶处理的升温速率70℃/s，温度500℃，时间30min。
时效处理为降温至200℃，时效时间为7h，然后降低至常温。
步骤四的反向挤压的挤压筒温度为430℃，平模温度为520℃。
实施例2
一种新型铝合金的制作工艺，包括以下制备步骤：
一、将熔炼炉预热30min，预热温度为200℃，向炉内投放纯铝锭，加热至900℃，熔化后的铝液恒温15min；
二、将熔炼炉的温度上升至1500℃，将粉末状的Mn和Cr加入到铝液中，混炼至物料完全熔化，再向铝液中加入Si混炼至熔化，随后将温度降至600℃，将Mg完全压入铝液中，混炼得到合金液；
三、再将C、Fe、Ti和Sr加入到合金液中混炼至完全熔化，保温30min后，将温度上升至900℃，加入精炼剂，保温20min，得到熔融体；
四、将熔融体降温至650℃，在熔体中通入惰性气体除气除渣，时间在2h，之后将熔融体注入模具中通过反向挤压铸造形成成品。
铝合金包括以下重量份的原料：Al：120份、Mn：5份、Cr：3份、Si：4份、Mg：3份、C：3份、Fe：6份、Ti：4份和Sr：3份。
步骤三精炼剂由LiCl、碳酸钾、氟铝酸钾、轻质碳酸钙、BAlF3、Na2SiF6和C6Cl6制成。
步骤三精炼剂的加入量占熔融体质量的5%。
步骤四注入模具后需进行快速升温固溶处理和时效处理。
快速升温固溶处理的升温速率50℃/s，温度500℃，时间20min。
时效处理为降温至200℃，时效时间为5h，然后降低至常温。
步骤四的反向挤压的挤压筒温度为380℃，平模温度为520℃。
实施例3
一种新型铝合金的制作工艺，包括以下制备步骤：
一、将熔炼炉预热40min，预热温度为300℃，向炉内投放纯铝锭，加热至1200℃，熔化后的铝液恒温25min；
二、将熔炼炉的温度上升至1750℃，将粉末状的Mn和Cr加入到铝液中，混炼至物料完全熔化，再向铝液中加入Si混炼至熔化，随后将温度降至800℃，将Mg完全压入铝液中，混炼得到合金液；
三、再将C、Fe、Ti和Sr加入到合金液中混炼至完全熔化，保温40min后，将温度上升至980℃，加入精炼剂，保温30min，得到熔融体；
四、将熔融体降温至750℃，在熔体中通入惰性气体除气除渣，时间在3h，之后将熔融体注入模具中通过反向挤压铸造形成成品。
铝合金包括以下重量份的原料：Al：140份、Mn：7份、Cr：6份、Si：6份、Mg：5份、C：5份、Fe：8份、Ti：7份和Sr：7份。
步骤三精炼剂由LiCl、碳酸钾、氟铝酸钾、轻质碳酸钙、BAlF3、Na2SiF6和C6Cl6制成。
步骤三精炼剂的加入量占熔融体质量的8%。
步骤四注入模具后需进行快速升温固溶处理和时效处理。
快速升温固溶处理的升温速率70℃/s，温度700℃，时间30min。
时效处理为降温至250℃，时效时间为7h，然后降低至常温。
步骤四的反向挤压的挤压筒温度为430℃，平模温度为580℃。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型铝合金的制作工艺，其特征在于，包括以下制备步骤：
一、将熔炼炉预热30-40min，预热温度为200-300℃，向炉内投放纯铝锭，加热至900-1200℃，熔化后的铝液恒温15-25min；
二、将熔炼炉的温度上升至1500-1750℃，将粉末状的Mn和Cr加入到铝液中，混炼至物料完全熔化，再向铝液中加入Si混炼至熔化，随后将温度降至600-800℃，将Mg完全压入铝液中，混炼得到合金液；
三、再将C、Fe、Ti和Sr加入到合金液中混炼至完全熔化，保温30-40min后，将温度上升至900-980℃，加入精炼剂，保温20-30min，得到熔融体；
四、将熔融体降温至650-750℃，在熔体中通入惰性气体除气除渣，时间在2-3h，之后将熔融体注入模具中通过反向挤压铸造形成成品。
2.根据权利要求1所述的一种新型铝合金的制作工艺，其特征在于，所述铝合金包括以下重量份的原料：Al：120-140份、Mn：5-7份、Cr：3-6份、Si：4-6份、Mg：3-5份、C：3-5份、Fe：6-8份、Ti：4-7份和Sr：3-7份。
3.根据权利要求1所述的一种新型铝合金的制作工艺，其特征在于，所述步骤三精炼剂由LiCl、碳酸钾、氟铝酸钾、轻质碳酸钙、BAlF3、Na2SiF6和C6Cl6制成。
4.根据权利要求1所述的一种新型铝合金的制作工艺，其特征在于，所述步骤三精炼剂的加入量占熔融体质量的5-8%。
5.根据权利要求1所述的一种新型铝合金的制作工艺，其特征在于，所述步骤四注入模具后需进行快速升温固溶处理和时效处理。
6.根据权利要求6所述的一种新型铝合金的制作工艺，其特征在于，所述快速升温固溶处理的升温速率50-70℃/s，温度500-700℃，时间20-30min。
7.根据权利要求6所述的一种新型铝合金的制作工艺，其特征在于，所述时效处理为降温至200-250℃，时效时间为5-7h，然后降低至常温。
8.根据权利要求6所述的一种新型铝合金的制作工艺，其特征在于，所述步骤四的反向挤压的挤压筒温度为380-430℃，平模温度为520-580℃。
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|---|---|---|---|---|
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2017
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