CN109338175A - 一种绿色低成本铝合金及其制备工艺 - Google Patents

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孟照伟
吴国清
王永新
沈自豪
季昕阳
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Linyi Lixin Aluminum Co Ltd
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Abstract

本发明属于合金技术领域，公开了一种绿色低成本铝合金，其特征在于，所述铝合金的原料按照重量百分比为：Si 9.9‑10.8，Fe 0.6‑0.88，Cu 1.9‑2.5，Mn 0.2‑0.35，Mg 0.15‑0.28，Zn<0.9，Sn<0.2，Pb<0.06，Ti 0.15‑0.28，Ce 0.03‑0.05，Al余量。本发明采用废铝制备成铝合金，抗拉强度、屈服强度以及延伸率均较普通ADC12提高，并且流动性好，铸造出的产品表面更光亮，无气孔、沙眼。

Description

一种绿色低成本铝合金及其制备工艺
技术领域
本发明属于合金领域，具体涉及一种绿色低成本铝合金及其制备工艺。
背景技术
随着3C和汽车产品的迅猛发展，压铸铝合金得到快速应用，到20世纪 80年代，美国68％的铝合金构件采用压铸技术生产，目前，工业使用的压铸铝合金主要有铝硅合金、铝镁合金、铝锌合金、铝硅铜合金以及铝硅镁合金。
铝硅铜合金具有优良的铸造性能，如收缩率低、流动性好和热裂倾向小等优点，是铸造铝合金中用量最大的合金系列之一。ADC12是铝硅铜合金中用量最大的一个合金牌号，屈服强度在160～180MPa，延伸率在1.5％左右。ADC12是日本牌号，又称12号铝料，相当于我国国产的合金代号YL113（合金牌号是YZ Alsi11Cu3），执行标准为GB/T15115-2009，相当于美国合金牌号为383，执行标准为：ASTMB85-03。
近年来，随着国内外航空航天及交通运输等行业的迅速发展，对铝基复合材料的要求越来越高。开发一种低成本、各方面性能佳的铝合金已经成为一个亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种绿色低成本铝合金；本发明还提供了一种绿色低成本铝合金的制备工艺。
为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：
一种绿色低成本铝合金，其特征在于，所述铝合金的原料按照重量百分比为：Si 9.9-10.8，Fe 0.6-0.88，Cu 1.9-2.5，Mn 0.2-0.35，Mg 0.15-0.28，Zn&lt;0.9，Sn&lt;0.2，Pb&lt;0.06，Ti0.15-0.28，Ce 0.03-0.05，Al余量。
进一步地，所述的铝合金的制备工艺，其包括如下步骤：1）熔化，2）取样检测，3）添加合金元素，4）二次熔化，5）检测，6）精炼，7）清渣，8）铸造成型。
进一步地，所述制备工艺包括如下步骤：
1）熔化：先将废铝加入到熔炼炉中，温度控制在650-750℃之间，使其完全熔化，并搅拌铝液均匀；
2）取样检测：从炉内取少量铝液，制成光谱检测用小样，用光谱仪检测成分；
3）添加合金元素：根据光谱检测成分，按照铝合金的成分要求，计算出需要添加的合金元素的质量；
4）二次熔化：将需要添加的合金元素加到熔炼炉内，温度控制在680-750℃之间，使其完全熔化，并搅拌均匀；
5）检测：取样检测，重复2）、3）、4）步直到成分完全符合铝合金的成分要求为至；
6）精炼：精炼温度680到750℃之间，每吨铝液用2.5到3公斤精炼剂，用喷粉精炼机，用氮气作介质，用钢管吹入到铝液中，对铝液进行精炼，精炼时间为30分钟；
7）清渣：精炼完成后，使铝液中的渣全部上浮到表面，将铝液表面的熔渣清理干净；
8）铸造成型：铸造时炉内温度控制在670-740℃之间，将铝液经流槽及过滤装置过滤后，采用专用铝合金铸造机铸造成型，堆垛、包装，即得。
与现有技术中普通的ADC12铝合金相比，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明通过对铝合金中钛含量控制，细化了合金晶粒；
本发明通过对硅、铁、铜三种主要元素的含量配比优化，使合金的性能更好；
本发明研究发现锰、镁并不是杂质元素，并不是越低越好，而是控制在较高范围更好；
本发明通过添加少量的铈金属，能够除去熔炼时合金熔体中的杂质，达到除气精炼、净化熔体的效果；可以细化合金的显微组织改善合金的力学性能，避免产生气孔，而且不易被氧化变色；
本发明采用废铝制备成铝合金，抗拉强度、屈服强度以及延伸率均较普通ADC12提高，并且流动性好，铸造出的产品表面更光亮，无气孔、沙眼。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种绿色低成本铝合金，该铝合金命名为：LX.ADC12T，其原料组成如下表1所示：
表1
实施例2
一种绿色低成本铝合金的制备工艺，其包括如下步骤：
1、先将ADC12废铝加入到熔炼炉中，温度控制在650℃到750℃之间，使其完全熔化，并搅拌铝液均匀。
2、从炉内取少量铝液，制成光谱检测用小样，用光谱仪检测成分。
3、根据光谱检测成分，按照铝合金LX.ADC12T的成分要求，计算出需要添加的合金元素的质量，如硅、铜、钛、锰、镁等；若有元素超过合金成分要求，则加入适当品种废铝进行稀释至技术要求范围。
4、将需要添加的合金元素加到熔炼炉内，温度控制在680℃到750℃之间，使其完全熔化，并搅拌均匀。
5、取样检测，重复2、3、4步直到成分完全符合铝合金-LX.ZLD107的成分要求为至。
6、精炼：精炼温度680到750℃之间，每吨铝液用2.5到3公斤精炼剂，用喷粉精炼机，用氮气作介质，用钢管吹入铝液中，对铝液进行精炼，精炼时间为30分钟左右。
7、精炼完成后，使铝液中的渣全部上浮到表面。
8、清渣：将铝液表面的熔渣清理干净。
9、铸造成型：铸造时炉内温度控制在670℃到740℃之间，将铝液经流槽及过滤装置过滤后，采用专用铝合金铸造机铸造成型，堆垛、包装，即得LX.ADC12T铝合金锭。
实施例3
本发明铝合金和常规的ADC12铝合金性能测试：
测试方法：按照GB/T 228.1-2010，采用型号为CMT5105的电子万能试验机进行拉伸性能(屈服强度、拉伸强度以及延伸率)测试。具体性能参数见表2：
表2
组别 抗拉强度MPa 屈服强度MPa 延伸率% 布氏硬度
本发明 255 215 4.5 87
ADC12 220 180 2.0 80
结论：本发明通过多组分配比以及工艺的改造，以废铝为主要原料，大大提高了合金的抗拉强度和韧性。
显然，上文所描述的实施例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。

Claims (3)

1.一种绿色低成本铝合金，其特征在于，所述铝合金的原料按照重量百分比为：Si9.9-10.8，Fe 0.6-0.88，Cu 1.9-2.5，Mn 0.2-0.35，Mg 0.15-0.28，Zn&lt;0.9，Sn&lt;0.2，Pb&lt;0.06，Ti 0.15-0.28，Ce 0.03-0.05，Al余量。
2.根据权利要求1所述的铝合金的制备工艺，其包括如下步骤：1）熔化，2）取样检测，3）添加合金元素，4）二次熔化，5）检测，6）精炼，7）清渣，8）铸造成型。
3.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括如下步骤：
1）熔化：先将废铝加入到熔炼炉中，温度控制在650-750℃之间，使其完全熔化，并搅拌均匀；
2）取样检测：从炉内取少量铝液，制成光谱检测用小样，用光谱仪检测成分；
3）添加合金元素：根据光谱检测成分，按照铝合金的成分要求，计算出需要添加的合金元素的质量；
4）二次熔化：将需要添加的合金元素加到熔炼炉内，温度控制在680-750℃之间，使其完全熔化，并搅拌均匀；
5）检测：取样检测，重复2）、3）、4）步直到成分完全符合铝合金的成分要求为至；
6）精炼：精炼温度680-750℃之间，每吨铝液用2.5-3公斤精炼剂，用氮气作介质，用钢管吹入到铝液中，对铝液进行精炼，精炼时间为30分钟；
7）清渣：精炼完成后，使铝液中的熔渣全部上浮到表面，将铝液表面的熔渣清理干净；
8）铸造成型：铸造时炉内温度控制在670-740℃之间，将铝液经过滤后，采用铝合金铸造机铸造成型，堆垛、包装，即得。
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