CN108441722A - 一种耐腐蚀性共晶铝合金材料 - Google Patents

一种耐腐蚀性共晶铝合金材料 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，共晶铝合金材料的配方中，按重量百分比，包括Cu：0.055％‑0.078％、Si：9.3％‑10.8％、Mn：0.32％‑0.48％、Mg：0.32％‑0.49％、Ti：0.04％‑0.15％、Fe：0.8％‑1.0％、Ni：0‑0.01％、Zn：0.1％‑0.2％、Sn：0‑0.01％、Na：0‑15ppm、Ca：0‑50ppm、Al及不可避免的杂质余量。由此，本发明所述的共晶铝合金材料具有配方科学合理、强度好、耐腐蚀强的优点。

Description

一种耐腐蚀性共晶铝合金材料
技术领域
本发明涉及Al合金材料，尤其涉及一种耐腐蚀性共晶铝合金材料。
背景技术
近年来基于汽车轻量化的要求，越来越多的汽车零件逐步由钢，铁改为铝，镁，塑料等轻质材料替代，其中由铝代钢，铁成为汽车轻量化的主要发展方向，而由于成本，效率，性能等综合考虑，目前采用压铸成型的零件越来越多，零件结构越来越复杂，压铸合金材料也从常规的亚共晶 Al-Si-Cu系(ADC12,A380)或共晶Al-Si系(Yl102)合金只能满足一般工作环境的使用，对于工作环境极其严峻(如车用电子器件),一方面需要耐腐蚀,另一方面又需要耐较高的温度、耐震、抗疲劳、耐冲击，常规铝合金材料已经不能满足其性能，这就需要开发研究高抗耐腐蚀性铝合金 HJB2929，它具有优秀的抗腐蚀性能与更好的热传导性。
发明内容
本发明的目的提供一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
根据本发明提供一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，过共晶铝合金材料的配方中，按重量百分比，包括
Cu：0.055％-0.078％、
Si：9.3％-10.8％、
Mn：0.32％-0.48％、
Mg：0.32％-0.49％、
Ti：0.04％-0.15％、
Fe：0.8％-1.0％、
Ni：0-0.01％、
Zn：0.1％-0.2％、
Sn：0-0.01％、
Na：0-15ppm、
Ca：0-50ppm、
Al及不可避免的杂质余量。
其中，所述共晶铝合金材料的制备方法包括如下步骤：
步骤1、备料，按照共晶铝合金材料的配方中各个成分的百分比准备原材料；
步骤2、熔解，将原材料倒入熔炼炉中升温熔解，温度为660℃-700℃，充分形成铝液，接着将熔炼炉中铝液体转入到合金炉中，温升至745℃ -780℃，依次加入Cu、Si、Mn、Mg合金元素，待完全充分熔解后均匀搅拌10min，搅拌过程中温度保持不变；
步骤3、第一次除渣除气，将炉温控制在至740℃-760℃，利用精炼机将熔剂与液氮均匀排进合金炉中，保持15-20min；
步骤4、扒去浮渣；
步骤5、第二次除渣除气，将炉温控制至740℃-760℃，利用精炼机将熔剂与液氮均匀排进合金炉中，保持15-20min；
步骤6、扒去浮渣，关闭炉门，进行静置处理，静置时间控制在 20-40min；
步骤7、细化处理，将炉温控制至760℃-780℃，加入 Al-5Ti-0.8B-0.2C，保持20-30min；
步骤8、GBF在线除气处理，严格控制好转速与氩气压力，而后进行铸锭，严格控制进入分配器铝液温度，在得到共晶铝合金材料。
在一些实施方式中，所述步骤7中Al-5Ti-0.8B-0.2C在每吨铝液中的添加量为10-15kg。
在一些实施方式中，铸锭中的GBF在线处理是利用氩气对中间包的铝液进行在线除气，氩气压力为0.2-0.3MPa，纯度在99.999％以上的高纯氩气，转子转速为450-500rpm。
在一些实施方式中，GBF在线除气处理中进入分配器铝液温度为 720℃-740℃。
本发明所述的共晶铝合金材料具有配方合理，生产过程环保，百分百使用再生铝生产，减少资源消耗，性价比高，同时本发明所述的共晶铝合金材料还具有强度好、耐腐蚀性强的特点。
具体实施方式
一种过共晶铝合金材料，共晶铝合金材料的配方中，按重量百分比，包括
Cu：0.055％-0.078％、
Si：9.3％-10.8％、
Mn：0.32％-0.48％、
Mg：0.32％-0.49％、
Ti：0.04％-0.15％、
Fe：0.8％-1.0％、
Ni：0-0.01％、
Zn：0.1％-0.2％、
Sn：0-0.01％、
Na：0-15ppm、
Ca：0-50ppm、
Al及不可避免的杂质余量。
其中，所述共晶铝合金材料的制备方法包括如下步骤：
步骤1、备料，按照共晶铝合金材料的配方中各个成分的百分比准备原材料；
步骤2、熔解，将原材料倒入熔炼炉中升温熔解，温度为660℃-700℃，充分形成铝液，接着将熔炼炉中铝液体转入到合金炉中，温升至745℃ -780℃，依次加入Cu、Si、Mn、Mg合金元素，待完全充分熔解后均匀搅拌10min，搅拌过程中温度保持不变；
步骤3、第一次除渣除气，将炉温控制在至740℃-760℃，利用精炼机将熔剂与液氮均匀排进合金炉中，保持15-20min；
步骤4、扒去浮渣；
步骤5、第二次除渣除气，将炉温控制至740℃-760℃，利用精炼机将熔剂与液氮均匀排进合金炉中，保持15-20min；
步骤6、扒去浮渣，关闭炉门，进行静置处理，静置时间控制在 20-40min；
步骤7、细化处理，将炉温控制至760℃-780℃，加入 Al-5Ti-0.8B-0.2C，保持20-30min；
步骤8、GBF在线除气处理，严格控制好转速与氩气压力，而后进行铸锭，严格控制进入分配器铝液温度，在得到共晶铝合金材料。
进一步，所述步骤7中Al-5Ti-0.8B-0.2C在每吨铝液中的添加量为10-15kg。
进一步，铸锭中的GBF在线处理是利用氩气对中间包的铝液进行在线除气，氩气压力为0.2-0.3MPa，纯度在99.999％以上的高纯氩气，转子转速为450-500rpm。
按照上述的共晶铝合金材料的配方以及制备方法进行制备得到的过共晶铝合金材料，设过共晶铝合金材料代号为HJ-B2929，随机去其中六块铝合金HJ-B2929进行检测，六块编号为铝合金HJ-B2929中的各个组分的百分比含量如下面的实施例1至实施例6所示。
实施例1
一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其中包含的各个组分的重量百分比含量分别为
Cu：0.0702％、
Si：10.10％、
Mn：0.358％、
Mg：0.42％、
Ti：0.0711％、
Fe：0.870％、
Ni：0.0073％、
Zn：0.138％、
Sn：0.0019％、
Na：3ppm、
Ca：25ppm、
Al及不可避免的杂质余量。
实施例2
一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其中包含的各个组分的重量百分比含量分别为
Cu：0.0677％、
Si：9.91％、
Mn：0.354％、
Mg：0.397％、
Ti：0.0719％、
Fe：0.857％、
Ni：0.0068％、
Zn：0.135％、
Sn：0.0020％、
Na：3ppm、
Ca：22ppm、
Al及不可避免的杂质余量。
实施例3
一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其中包含的各个组分的重量百分比含量分别为
Cu：0.0677％、
Si：10.06％、
Mn：0.356％、
Mg：0.403％、
Ti：0.0714％、
Fe：0.865％、
Ni：0.0068％、
Zn：0.136％、
Sn：0.0020％、
Na：4ppm、
Ca：23ppm、
Al及不可避免的杂质余量。
实施例4
一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其中包含的各个组分的重量百分比含量分别为
Cu：0.0640％、
Si：10.15％、
Mn：0.339％、
Mg：0.396％、
Ti：0.0789％、
Fe：0.868％、
Ni：0.0078％、
Zn：0.133％、
Sn：0.0021％、
Na：3ppm、
Ca：8ppm、
Al及不可避免的杂质余量。
实施例5
一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其中包含的各个组分的重量百分比含量分别为Cu：0.0644％、
Si：10.10％、
Mn：0.341％、
Mg：0.395％、
Ti：0.0805％、
Fe：0.871％、
Ni：0.0078％、
Zn：0.133％、
Sn：0.0018％、
Na：3ppm、
Ca：9ppm、
Al及不可避免的杂质余量。
实施例6
一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其中包含的各个组分的重量百分比含量分别为
Cu：0.0634％、
Si：10.08％、
Mn：0.342％、
Mg：0.398％、
Ti：0.0799％、
Fe：0.869％、
Ni：0.0077％、
Zn：0.134％、
Sn：0.0021％、
Na：3ppm、
Ca：9ppm、
Al及不可避免的杂质余量。
铝合金HJ-B2929和铝合金AlSi10MnMg相比该共晶铝合金材料还具有强度好、耐腐蚀强的特点。
分别取50块等分量、形状相同的铝合金HJ-B2929和铝合金 AlSi10MnMg进行耐腐蚀性对比实验，实验结果如下表1所示。
表1
以上所述仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其特征在于：过共晶铝合金材料的配方中，按重量百分比，包括
Cu：0.055％-0.078％、
Si：9.3％-10.8％、
Mn：0.32％-0.48％、
Mg：0.32％-0.49％、
Ti：0.04％-0.15％、
Fe：0.8％-1.0％、
Ni：0-0.01％、
Zn：0.1％-0.2％、
Sn：0-0.01％、
Na：0-15ppm、
Ca：0-50ppm、
Al及不可避免的杂质余量。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其特征在于，所述共晶铝合金材料的制备方法包括如下步骤：
步骤1、备料，按照共晶铝合金材料的配方中各个成分的百分比准备原材料；
步骤2、熔解，将原材料倒入熔炼炉中升温熔解，温度为660℃-700℃，充分形成铝液，接着将熔炼炉中铝液体转入到合金炉中，温升至745℃-780℃，依次加入Cu、Si、Mn、Mg合金元素，待完全充分熔解后均匀搅拌10min，搅拌过程中温度保持不变；
步骤3、第一次除渣除气，将炉温控制在至740℃-760℃，利用精炼机将熔剂与液氮均匀排进合金炉中，保持15-20min；
步骤4、扒去浮渣；
步骤5、第二次除渣除气，将炉温控制至740℃-760℃，利用精炼机将熔剂与液氮均匀排进合金炉中，保持15-20min；
步骤6、扒去浮渣，关闭炉门，进行静置处理，静置时间控制在20-40min；
步骤7、细化处理，将炉温控制至760℃-780℃，加入Al-5Ti-0.8B-0.2C，保持20-30min；
步骤8、GBF在线除气处理，严格控制好转速与氩气压力，而后进行铸锭，严格控制进入分配器铝液温度，在得到过共晶铝合金材料。
3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其特征在于：所述步骤7中Al-5Ti-0.8B-0.2C在每吨铝液中的添加量为10-15kg。
4.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其特征在于：铸锭中的GBF在线处理是利用氩气对中间包的铝液进行在线除气，氩气压力为0.2-0.3MPa，纯度在99.999％以上的高纯氩气，转子转速为450-500rpm。
5.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀性共晶铝合金材料，其特征在于：GBF在线除气处理中进入分配器铝液温度为720℃-740℃。
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