CN108950330B - 一种高热稳定性铝合金及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高热稳定性铝合金及其制备工艺，所述的铝合金包含按重量比的以下成分：Mg 1％～2％，Zr 0.2％～1％，Cu 2～4％，Si 0.2～1％，B 0.01～0.1％，Fe 0.5～1％，Ni 0.1～2％，Ti 0.5～1％，Mo0.1～2％，Cr≤0.02％，稀土元素0.2～1％，余量为铝。本发明工艺制备的铝合金改进了现有铝合金的制备工艺，具备良好的热稳定性，在高温环境中仍能保持稳定的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金制备技术技术领域，特别是涉及一种高热稳定性铝合金及其制备工艺。
背景技术
目前商品化的铝合金产品具备优良的加工性能和机械性能以及高耐腐蚀性能，符合电气产品及热交换产品要求， 因此，在电气工程领域和热交换领域有着广泛的应用。
但是现有的铝合金产品热稳定性差，当温度超过200℃时，产品机械性能急剧降低，对产品在高温下的正常使用造成了极大的不便。
因此，如何改进现有铝合金的制备工艺，使其能够在高温下仍能保持稳定的机械性能，是本发明要解决的技术问题。
发明内容
本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种高热稳定性铝合金及其制备工艺。本发明工艺制备的铝合金改进了现有铝合金的制备工艺，具备良好的热稳定性，在高温环境中仍能保持稳定的机械性能。
本发明的一种高热稳定性铝合金及其制备工艺技术方案为，一种高热稳定性铝合金，所述的铝合金包含按重量比的以下成分：Mg 1％～2％，Zr 0.2％～1％，Cu 2～4％，Si0.2～1％，B 0.01～0.1％，Fe 0.5～1％，Ni 0.1～2％，Ti 0.5～1％，Mo0.1～2％，Cr≤0.02％，稀土元素0.2～1％，余量为铝。
所述的铝合金包含按重量比的以下成分：Mg 1.5％，Zr 0.8％，Cu 3％，Si 0.6％，B 0.05％，Fe 0.6％，Ni 1％，Ti 0.8％，Mo 1％，Cr≤0.02％，稀土元素0.5％，余量为铝。
所述的一种高热稳定性铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
（1）熔炼、除渣、除气、浇注得到铝合金铸锭；
（2）均质化处理；
（3）挤压；
（4）固溶；
（5）时效。
步骤（1）中，熔炼温度为800～920℃，熔炼过程中，加入精炼剂由按重量份的以下成分组成：KCl2 30～60份，MgCl2 30～60份，CaF2 10～20份，Na2CO3 10～30份，Na2SO4 10～30份，Na3AlF6 2～20份。
步骤（1）中，精炼剂由按重量份的以下成分组成：KCl2 45份，MgCl2 45份，CaF2 10份，Na2CO3 10份，Na2SO4 10份，Na3AlF6 2份；除渣过程中通入惰性气体。
步骤（2）中，将铝合金铸锭加热至500～550℃进行均匀化处理，保温8～16h。
步骤（3）中，挤压温度：380-420℃，挤压速率18-22mm/s。
步骤（4）中，固溶处理的工艺参数为：500℃-520℃保温2-4小时。
步骤（5）中，加热温度为200℃，升温速度为100℃/30min，时间为4小时。
本发明的有益效果为：本发明通过加入适量的 Mg、Zr、Cu、Fe、Si、B、Ni、Ti、Mo 和稀土合金元素进行微合金化，以及适当降低锭坯挤压温度、加大锭坯挤压变形量，增大合金组织性能的热稳定性，又不降低合金的疲劳性能，实现合金在高于 500MPa 强度条件下的组织性能热稳定性与疲劳性能的统一提高。Zr 元素的加入对于铝合金的热稳定性提供有很大帮助。
本发明通过对合金成分和制备工艺的调整使得制备的铝合金材料具备良好的热稳定性，在高温环境中仍能保持稳定的机械性能。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例１
一种高热稳定性铝合金，所述的铝合金包含按重量比的以下成分：Mg 1.5％，Zr0.8％，Cu 3％，Si 0.6％，B 0.05％，Fe 0.6％，Ni 1％，Ti 0.8％，Mo 1％，Cr≤0.02％，稀土元素0.5％，余量为铝。
一种高热稳定性铝合金的制备工艺包括以下步骤：
（1）熔炼、除渣、除气、浇注得到铝合金铸锭；熔炼温度为800～920℃，熔炼过程中，加入精炼剂由按重量份的以下成分组成：KCl2 45份，MgCl2 45份，CaF2 10份，Na2CO3 10份，Na2SO4 10份，Na3AlF6 2份；除渣过程中通入惰性气体。
（2）均质化处理，将铝合金铸锭加热至520℃进行均匀化处理，保温10h。
（3）挤压，挤压温度：400℃，挤压速率20mm/s。
（4）固溶，固溶处理的工艺参数为：510℃保温3小时。
（5）时效，加热温度为200℃，升温速度为100℃/30min，时间为4小时。
185℃时效 2 小时后的室温拉伸力学性能：抗拉强度为 562MPa,屈服强度为475MPa，延伸率为 17%；
200℃下热暴露 500 小时后的室温拉伸性能：抗拉强度为 442MPa,屈服强度为379MPa，延伸率为11%。
经历 425℃退火 1小时后显微硬度下降幅度为10%以内。
在280MPa应力水平和应力比为0.1的交变载荷下，疲劳周次达到1.31×107。
Claims (2)
1.一种高热稳定性铝合金，其特征在于，所述的铝合金包含按重量比的以下成分：Mg1.5％，Zr 0.8％，Cu 3％，Si 0.6％，B 0.05％，Fe 0.6％，Ni 1％，Ti 0.8％，Mo 1％，Cr≤0.02％，稀土元素0.5％，余量为铝；
该高热稳定性铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)熔炼、除渣、除气、浇注得到铝合金铸锭；
(2)均质化处理；
(3)挤压；
(4)固溶；
(5)时效；
步骤(1)中，熔炼温度为800～920℃，熔炼过程中，加入精炼剂由按重量份的以下成分组成：KCl2 30～60份，MgCl2 30～60份，CaF2 10～20份，Na2CO3 10～30份，Na2SO4 10～30份，Na3AlF6 2～20份；
步骤(2)中，将铝合金铸锭加热至500～550℃进行均匀化处理，保温8～16h；
步骤(3)中，挤压温度：400℃，挤压速率18-22mm/s；
步骤(4)中，固溶处理的工艺参数为：500℃-520℃保温2-4小时；
步骤(5)中，时效处理，加热温度为200℃，升温速度为100℃/30min，时间为4小时。
2.根据权利要求1所述的一种高热稳定性铝合金的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，精炼剂由按重量份的以下成分组成：KCl2 45份，MgCl2 45份，CaF2 10份，Na2CO3 10份，Na2SO4 10份，Na3AlF6 2份；除渣过程中通入惰性气体。
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