CN109136690A - 一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法 - Google Patents

一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：S1、原料选取：首先选取铝30‑50份、硅2‑3份、铜1‑2份、镁1‑2份、锰0.5‑1份、锌2‑5份、钒0.3‑0.8份、铝钛中间合金1‑2份、铝铁中间合金2‑4份、铝锰中间合金0.1‑0.3份、钪0.05‑0.08份、钇0.05‑0.08份、镧0.05‑0.08份、铈0.08‑0.13份、镨0.05‑0.08份、钕0.05‑0.08份、钷0.05‑0.08份和钐0.05‑0.08份，涉及农用器械材料技术领域。该打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，很好的解决了现有的铝合管所用的铝合金材料延伸性能较差，不能抵抗外界对铝合管的多次撞击和扭转的问题，达到了通过增强铝合金延伸性能来增强铝合管形变能力的目的，很好的避免了铝合管在使用时由于长期拧动，而使铝合管断裂破碎的情况发生。

Description

一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法
技术领域
本发明涉及农用器械材料技术领域，具体为一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法。
背景技术
打草机是用于打切青玉米秸秆、稻草等各种农作物秸秆及牧草的农业畜牧机械，主要由喂入机构、铡切机构、抛送机构、传动机构、行走机构、防护装置和机架等部分组成，其各部分组成如下：一、喂入机构：主要由喂料台、上下曹锟、定刀片、定刀支承座组成；二、铡切抛送机构：主要由动刀、刀盘、锁紧螺钉等组成；三、传动机构：主要由三角带、传动轴、齿轮、万向节等组成；四、行走机构：主要由地脚轮组成；五、防护装置：由防护罩组成，打草机是由电机作为配套动力，将动力传递给主轴，主轴另一端的齿轮通过齿轮箱、万向节等将经过调速的动力传递给压草琨，当待加工的物料进入上下压草琨之间时，被压曹锟夹持并以一定的速度送入铡切机构，经高速旋转的刀具切碎后经出草口抛出机外，材料是当今科学技术的重要支柱，又因是人类社会发展和所有科学技术的基础显的尤为重要，材料的科技发展程度直接会影响生产力的变革，近年来兴起的材料科学是具有全局性的科学领域之一；世界各经济强国把材料发展提高到经济发展的战略高度，材料科学与工程正进入一个史无前例的高速发展时期，社会的发展，人类文明的进步表明，对材料的要求越来越高，打草机上的铝合管道时采用铝合金材料制成。
目前的铝合管所用的铝合金材料延伸性能较差，不能抵抗外界对铝合管的多次撞击和扭转，无法达到通过增强铝合金延伸性能来增强铝合管形变能力的目的，不能避免铝合管在使用时由于长期拧动，而使铝合管断裂破碎的情况发生，从而给人们正常使用打草机带来了极大的不便。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，解决了现有的铝合管所用的铝合金材料延伸性能较差，不能抵抗外界对铝合管的多次撞击和扭转，无法达到通过增强铝合金延伸性能来增强铝合管形变能力的目的，不能避免铝合管在使用时由于长期拧动，而使铝合管断裂破碎情况发生的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、原料选取：首先选取铝30-50份、硅2-3份、铜1-2份、镁1-2份、锰0.5-1份、锌2-5份、钒0.3-0.8份、铝钛中间合金1-2份、铝铁中间合金2-4份、铝锰中间合金0.1-0.3份、钪0.05-0.08份、钇0.05-0.08份、镧0.05-0.08份、铈0.08-0.13份、镨0.05-0.08份、钕0.05-0.08份、钷0.05-0.08份和钐0.05-0.08份；
S2、胚料熔料：将S1选取的30-50份铝金属材料投至高温熔炼炉内进行熔炼，然后依次将S1选取的2-3份硅、1-2份铜、1-2份镁、0.5-1份锰、2-5份锌和0.3-0.8份钒投放到高温熔炼炉内与金属铝进行混合熔炼；
S3、熔炼检测：1.5h后进行炉前取样分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的溶体通过补料或冲淡方式达到合格的范围，在熔炼过程中不断调整各金属材料的比例，直至满足预定的要求，从而制得铝合金胚料；
S4、稀土添料的混合：将S1选取的0.05-0.08份钪、0.05-0.08份钇、0.05-0.08份镧、0.08-0.13份铈、0.05-0.08份镨、0.05-0.08份钕、0.05-0.08份钷和0.05-0.08份钐分别投放到S2制得的胚料熔料里升温进行熔炼，从而得到铝合金混料；
S5、热处理：之后将熔炉升温至1300℃以上，浇铸成合金锭在550℃下固溶8h，然后对合金锭进行热处理，接着在165-190℃下进行时效处理，处理时间为5-10h，最后挤压成条冷水淬火处理，从而得到所需铝合金材料。
优选的，所述步骤S5中的固溶淬火处理的保温温度为450-490℃，保温时间为500-1500min，淬火时，淬火室温不超过20℃。
优选的，所述步骤S1中的铝留有余量。
优选的，所述步骤S5中的铸造采用激冷的铸造技术，其中，铸造温度为670-725℃，铸造速度为30-50mm/min，铸造水流量为10-35m3/h，铸造水温为15-35℃。
（三）有益效果
本发明提供了一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，通过在具体包括以下步骤：S1、原料选取：首先选取铝30-50份、硅2-3份、铜1-2份、镁1-2份、锰0.5-1份、锌2-5份、钒0.3-0.8份、铝钛中间合金1-2份、铝铁中间合金2-4份，S2、胚料熔料：将S1选取的30-50份铝金属材料投至高温熔炼炉内进行熔炼，然后依次将S1选取的2-3份硅、1-2份铜，S3、熔炼检测：1.5h后进行炉前取样分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的溶体通过补料或冲淡方式达到合格的范围，在熔炼过程中不断调整各金属材料的比例，S4、稀土添料的混合：将S1选取的0.05-0.08份钪、0.05-0.08份钇、0.05-0.08份镧、0.08-0.13份铈、0.05-0.08份镨、0.05-0.08份钕、0.05-0.08份钷和0.05-0.08份钐分别投放到S2制得的胚料熔料里升温进行熔炼，从而得到铝合金混料，S5、热处理：之后将熔炉升温至1300℃以上，浇铸成合金锭在550℃下固溶8h，然后对合金锭进行热处理，接着在165-190℃下进行时效处理，处理时间为5-10h，最后挤压成条冷水淬火处理，从而得到所需铝合金材料，实现了通过在铝合金熔炼过程中加入稀土金属来大大增强，铝合金材料的延展性能，很好的解决了现有的铝合管所用的铝合金材料延伸性能较差，不能抵抗外界对铝合管的多次撞击和扭转的问题，达到了通过增强铝合金延伸性能来增强铝合管形变能力的目的，很好的避免了铝合管在使用时由于长期拧动，而使铝合管断裂破碎的情况发生，从而使人们能够正常使用打草机进行作业。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供五种技术方案：一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，具体包括以下实施例：
实施例1
S1、原料选取：首先选取铝34份、硅2.2份、铜1.2份、镁1.2份、锰0.6份、锌3份、钒0.4份、铝钛中间合金1.2份、铝铁中间合金2.2份、铝锰中间合金0.15份、钪0.06份、钇0.06份、镧0.06份、铈0.09份、镨0.06份、钕0.06份、钷0.06份和钐0.06份，铝留有余量；
S2、胚料熔料：将S1选取的34份铝金属材料投至高温熔炼炉内进行熔炼，然后依次将S1选取的2.2份硅、1.2份铜、1.2份镁、0.6份锰、3份锌和0.4份钒投放到高温熔炼炉内与金属铝进行混合熔炼；
S3、熔炼检测：1.5h后进行炉前取样分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的溶体通过补料或冲淡方式达到合格的范围，在熔炼过程中不断调整各金属材料的比例，直至满足预定的要求，从而制得铝合金胚料；
S4、稀土添料的混合：将S1选取的0.06份钪、0.06份钇、0.06份镧、0.09份铈、0.06份镨、0.06份钕、0.06份钷和0.06份钐分别投放到S2制得的胚料熔料里升温进行熔炼，从而得到铝合金混料；
S5、热处理：之后将熔炉升温至1300℃以上，浇铸成合金锭在550℃下固溶8h，然后对合金锭进行热处理，接着在170℃下进行时效处理，处理时间为6h，铸造采用激冷的铸造技术，固溶淬火处理的保温温度为460℃，保温时间为600min，淬火时，淬火室温不超过20℃，其中，铸造温度为700℃， 铸造速度为35mm/min，铸造水流量为20m3/h，铸造水温为20℃，最后挤压成条冷水淬火处理，从而得到所需铝合金材料。
实施例2
S1、原料选取：首先选取铝40份、硅2.5份、铜1.5份、镁1.5份、锰0.7份、锌4份、钒0.5份、铝钛中间合金1.5份、铝铁中间合金3份、铝锰中间合金0.2份、钪0.07份、钇0.07份、镧0.07份、铈0.1份、镨0.07份、钕0.07份、钷0.07份和钐0.07份，铝留有余量；
S2、胚料熔料：将S1选取的40份铝金属材料投至高温熔炼炉内进行熔炼，然后依次将S1选取的2.5份硅、1.5份铜、1.5份镁、0.7份锰、4份锌和0.5份钒投放到高温熔炼炉内与金属铝进行混合熔炼；
S3、熔炼检测：1.5h后进行炉前取样分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的溶体通过补料或冲淡方式达到合格的范围，在熔炼过程中不断调整各金属材料的比例，直至满足预定的要求，从而制得铝合金胚料；
S4、稀土添料的混合：将S1选取的0.07份钪、0.07份钇、0.07份镧、0.1份铈、0.07份镨、0.07份钕、0.07份钷和0.07份钐分别投放到S2制得的胚料熔料里升温进行熔炼，从而得到铝合金混料；
S5、热处理：之后将熔炉升温至1300℃以上，浇铸成合金锭在550℃下固溶8h，然后对合金锭进行热处理，接着在180℃下进行时效处理，处理时间为7h，铸造采用激冷的铸造技术，固溶淬火处理的保温温度为470℃，保温时间为700min，淬火时，淬火室温不超过20℃，其中，铸造温度为710℃， 铸造速度为40mm/min，铸造水流量为20m3/h，铸造水温为22℃，最后挤压成条冷水淬火处理，从而得到所需铝合金材料。
实施例3
S1、原料选取：首先选取铝45份、硅2.75份、铜1.75份、镁1.75份、锰0.75份、锌4份、钒0.7份、铝钛中间合金1.75份、铝铁中间合金3.75份、铝锰中间合金0.25份、钪0.075份、钇0.075份、镧0.075份、铈0.12份、镨0.075份、钕0.075份、钷0.075份和钐0.075份，铝留有余量；
S2、胚料熔料：将S1选取的45份铝金属材料投至高温熔炼炉内进行熔炼，然后依次将S1选取的2.75份硅、1.75份铜、1.75份镁、0.75份锰、4份锌和0.7份钒投放到高温熔炼炉内与金属铝进行混合熔炼；
S3、熔炼检测：1.5h后进行炉前取样分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的溶体通过补料或冲淡方式达到合格的范围，在熔炼过程中不断调整各金属材料的比例，直至满足预定的要求，从而制得铝合金胚料；
S4、稀土添料的混合：将S1选取的0.075份钪、0.075份钇、0.075份镧、0.12份铈、0.075份镨、0.075份钕、0.075份钷和0.075份钐分别投放到S2制得的胚料熔料里升温进行熔炼，从而得到铝合金混料；
S5、热处理：之后将熔炉升温至1300℃以上，浇铸成合金锭在550℃下固溶8h，然后对合金锭进行热处理，接着在185℃下进行时效处理，处理时间为9h，铸造采用激冷的铸造技术，固溶淬火处理的保温温度为480℃，保温时间为1000min，淬火时，淬火室温不超过20℃，其中，铸造温度为700℃， 铸造速度为45mm/min，铸造水流量为30m3/h，铸造水温为30℃，最后挤压成条冷水淬火处理，从而得到所需铝合金材料。
实施例4
S1、原料选取：首先选取铝30份、硅2份、铜1份、镁1份、锰0.5份、锌2份、钒0.3份、铝钛中间合金1份、铝铁中间合金2份、铝锰中间合金0.1份、钪0.05份、钇0.05份、镧0.05份、铈0.08份、镨0.05份、钕0.05份、钷0.05份和钐0.05份，铝留有余量；
S2、胚料熔料：将S1选取的30份铝金属材料投至高温熔炼炉内进行熔炼，然后依次将S1选取的2份硅、1份铜、1份镁、0.5份锰、2份锌和0.3份钒投放到高温熔炼炉内与金属铝进行混合熔炼；
S3、熔炼检测：1.5h后进行炉前取样分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的溶体通过补料或冲淡方式达到合格的范围，在熔炼过程中不断调整各金属材料的比例，直至满足预定的要求，从而制得铝合金胚料；
S4、稀土添料的混合：将S1选取的0.05份钪、0.05份钇、0.05份镧、0.08份铈、0.05份镨、0.05份钕、0.05份钷和0.05份钐分别投放到S2制得的胚料熔料里升温进行熔炼，从而得到铝合金混料；
S5、热处理：之后将熔炉升温至1300℃以上，浇铸成合金锭在550℃下固溶8h，然后对合金锭进行热处理，接着在165℃下进行时效处理，处理时间为5h，铸造采用激冷的铸造技术，固溶淬火处理的保温温度为450℃，保温时间为500min，淬火时，淬火室温不超过20℃，其中，铸造温度为670℃， 铸造速度为30mm/min，铸造水流量为10m3/h，铸造水温为15℃，最后挤压成条冷水淬火处理，从而得到所需铝合金材料。
实施例5
S1、原料选取：首先选取铝50份、硅3份、铜2份、镁2份、锰1份、锌5份、钒0.8份、铝钛中间合金2份、铝铁中间合金4份、铝锰中间合金0.3份、钪0.08份、钇0.08份、镧0.08份、铈0.13份、镨0.08份、钕0.08份、钷0.08份和钐0.08份，铝留有余量；
S2、胚料熔料：将S1选取的50份铝金属材料投至高温熔炼炉内进行熔炼，然后依次将S1选取的3份硅、2份铜、2份镁、1份锰、5份锌和0.8份钒投放到高温熔炼炉内与金属铝进行混合熔炼；
S3、熔炼检测：1.5h后进行炉前取样分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的溶体通过补料或冲淡方式达到合格的范围，在熔炼过程中不断调整各金属材料的比例，直至满足预定的要求，从而制得铝合金胚料；
S4、稀土添料的混合：将S1选取的0.08份钪、0.08份钇、0.08份镧、0.13份铈、.08份镨、0.08份钕、0.08份钷和0.08份钐分别投放到S2制得的胚料熔料里升温进行熔炼，从而得到铝合金混料；
S5、热处理：之后将熔炉升温至1300℃以上，浇铸成合金锭在550℃下固溶8h，然后对合金锭进行热处理，接着在190℃下进行时效处理，处理时间为10h，铸造采用激冷的铸造技术，固溶淬火处理的保温温度为490℃，保温时间为1500min，淬火时，淬火室温不超过20℃，其中，铸造温度为725℃， 铸造速度为50mm/min，铸造水流量为35m3/h，铸造水温为35℃，最后挤压成条冷水淬火处理，从而得到所需铝合金材料。
性能测试：
将本发明所选用的材料分别按照实施例1-5中的材料配比方法做成打草机铝合管道进行拉伸性能测试。
将实施例1-5的打草机铝合管道进行拉伸测试，根据国家标准GB/T228-2002管道中的GB/T228的要求和规定制取试件：将试件铝合管道的两端分别夹紧安装在拉伸试验机上，使铝合管道的两端分别固定在拉伸试验机的两个带有拉力检测的夹具上，然后启动拉伸试验机对实施例1-5对应的铝合管道进行拉伸测试，测试过程中记录实施例1-5对应的铝合管道所能承受的最大拉力（测试过程中，铝合管道出现裂纹为超过最大极限拉力），测试结果如下表所示。
由上表可知，本发明实施例3制成的打草机铝合管道抗拉伸性能最好。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、原料选取：首先选取铝30-50份、硅2-3份、铜1-2份、镁1-2份、锰0.5-1份、锌2-5份、钒0.3-0.8份、铝钛中间合金1-2份、铝铁中间合金2-4份、铝锰中间合金0.1-0.3份、钪0.05-0.08份、钇0.05-0.08份、镧0.05-0.08份、铈0.08-0.13份、镨0.05-0.08份、钕0.05-0.08份、钷0.05-0.08份和钐0.05-0.08份；
S2、胚料熔料：将S1选取的30-50份铝金属材料投至高温熔炼炉内进行熔炼，然后依次将S1选取的2-3份硅、1-2份铜、1-2份镁、0.5-1份锰、2-5份锌和0.3-0.8份钒投放到高温熔炼炉内与金属铝进行混合熔炼；
S3、熔炼检测：1.5h后进行炉前取样分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的溶体通过补料或冲淡方式达到合格的范围，在熔炼过程中不断调整各金属材料的比例，直至满足预定的要求，从而制得铝合金胚料；
S4、稀土添料的混合：将S1选取的0.05-0.08份钪、0.05-0.08份钇、0.05-0.08份镧、0.08-0.13份铈、0.05-0.08份镨、0.05-0.08份钕、0.05-0.08份钷和0.05-0.08份钐分别投放到S2制得的胚料熔料里升温进行熔炼，从而得到铝合金混料；
S5、热处理：之后将熔炉升温至1300℃以上，浇铸成合金锭在550℃下固溶8h，然后对合金锭进行热处理，接着在165-190℃下进行时效处理，处理时间为5-10h，最后挤压成条冷水淬火处理，从而得到所需铝合金材料。
2.根据权利要求1所述的一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中的固溶淬火处理的保温温度为450-490℃，保温时间为500-1500min，淬火时，淬火室温不超过20℃。
3.根据权利要求1所述的一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的铝留有余量。
4.根据权利要求1所述的一种打草机用铝合管道用高拉伸铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中的铸造采用激冷的铸造技术，其中，铸造温度为670-725℃， 铸造速度为30-50mm/min，铸造水流量为10-35m3/h，铸造水温为15-35℃。
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