CN110512105A - 一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法 - Google Patents

一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110512105A
CN110512105A CN201910831480.9A CN201910831480A CN110512105A CN 110512105 A CN110512105 A CN 110512105A CN 201910831480 A CN201910831480 A CN 201910831480A CN 110512105 A CN110512105 A CN 110512105A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
treatment
aluminium alloy
aluminum alloy
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910831480.9A
Other languages
English (en)
Inventor
蒋仁平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hanshan Xiangrui Transportation Co Ltd
Original Assignee
Hanshan Xiangrui Transportation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hanshan Xiangrui Transportation Co Ltd filed Critical Hanshan Xiangrui Transportation Co Ltd
Priority to CN201910831480.9A priority Critical patent/CN110512105A/zh
Publication of CN110512105A publication Critical patent/CN110512105A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0075—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rods of limited length
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0068—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，属于铝合金材料加工制造技术领域，包括如下步骤：（1）铝合金熔体制备、（2）精炼处理、（3）浇铸处理、（4）热处理、（5）时效处理。本发明提供了一种铝合金材料的制备方法，其工艺简单，各步骤搭配合理，易于推广应用，简化了现有技术较为复杂的处理工艺，制得的铝合金材料的力学强度高、耐腐耐磨性强，内部组织均匀、晶粒较小，综合性能得到了显著的提升。

Description

一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法
技术领域
本发明属于铝合金材料加工制造技术领域，具体涉及一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法。
背景技术
铝合金由于其本身密度低，耐腐蚀等优点在航空、航天、汽车、机械制造、船舶中已大量应用，是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。随着我国机械行业的快速发展，急需高性能的铝合金作为关键设备的支持。现在高性能铝合金均存在一些严重的缺陷，如高强度或高硬度但是其可铸性差；能够耐高温但是其磨损较严重，无法持续应用；或者其合金成本很高，无法真正推广应用。因而现在人们不断的在探究综合性能更好的铝合金材料。申请号为：201210530654.6公开了一种抗冲压铝合金型材的熔炼制备方法，其中通过添加多种原料成分，以及通过退火、淬火等处理工艺，有效的提升了铝合金型材的强度特性等，但其在实际制备使用中存在着工艺方法过于复杂，材料的强度品质仍较差，无法满足更高使用要求的产品制造。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，包括如下步骤：
（1）铝合金熔体制备：
a.按对应重量份称取下列原料：60~65份A356铝锭、35~40份废弃的铝制品、6~9份氮化硼、3~5份纳米陶瓷粉末；
b.将操作a称取的所有原料共同投入到熔炼炉内进行加热熔炼处理，升温至炉料开始软化下榻时，向溶液表面撒上一层覆盖剂覆盖；
c.将碳粉投入到除油液中进行除油处理，8~10min后滤出后再投入到磷酸溶液中浸泡处理35~40min，完成后滤出用去离子水冲洗一遍后干燥备用；
d.将操作c处理后的碳粉投入到球磨机内进行球磨处理，完成后取出过300目筛备用；
e.将操作d处理后的碳粉浸入到改性处理液中，不断超声处理1~1.5h后滤出，最后用去离子水冲洗一遍后干燥得复合碳粉备用；所述的改性处理液由如下对应重量份的物质组成：15~20份纳米二氧化钛、4~7份十六烷基三甲基溴化铵、2~4份硬脂酸锌、1~3份焦磷酸钠、3~6份脂肪醇聚氧乙烯醚、3~5份乙二胺四乙酸二钠、5~8份甲基丙烯酸甲酯、20~25份乙酸乙酯、300~340份去离子水；
f.将操作e所得的复合碳粉、镁锭共同投入到操作b的熔炼炉内，待所有原料均熔融完成后得铝合金熔体备用；
（2）精炼处理：
向步骤（1）所得的铝合金熔体内加入精炼剂，精炼完成后扒渣、静置后，加热保持熔液的温度为700~730℃，得精炼后的铝合金熔体备用；
（3）浇铸处理：
将步骤（2）所得的铝合金熔体浇铸到预热处理后的模具中，完成后脱模取出得铝合金铸棒备用；
（4）热处理：
将步骤（3）所得的铝合金铸棒送入到热处理炉中进行加热保温处理，期间控制热处理炉中的温度为480~500℃、保温时长为2~2.5h；然后取出用淬火油冷却，最后再将淬火处理后的铝合金铸棒放入到回火炉中进行回火处理，期间控制回火的温度为350~380℃、回火时长为50~60min；
（5）时效处理：
对步骤（4）处理后的铝合金铸棒进行时效处理，完成后自然冷却至室温后即可。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的氮化硼的颗粒大小为1~10μm；所述的纳米陶瓷粉末的颗粒大小为20~60nm。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的熔炼处理时加热保持熔炼炉内的温度为760~780℃；所述的覆盖剂为盐类覆盖剂。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的除油液为丙酮；所述的磷酸溶液的质量分数为5~7%；所述的干燥温度控制为90~95℃。
进一步的，步骤（1）操作e中所述的超声处理的频率为700~750kHz；超声处理期间保持改性处理液的温度为50~55℃；所述的干燥温度控制为105~110℃；所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为10~50nm。
进一步的，步骤（1）操作f中所述的复合碳粉的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的2.5~3%；所述的镁锭的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的3.5~4%。
进一步的，步骤（5）中所述的时效处理时的温度控制为140~170℃、时长控制为20~28h。
本发明对铝合金材料的熔炼制备方法进行了特殊的改进处理，其中尤其是在熔炼过程中添加了一种复合碳粉成分，目前通常是向铝合金中添加合金成分来增强材料的性能，鲜少有用到碳粉成分，但添加一定的碳粉进入铝合金熔体，其会以碳单质和碳的化合物形式存在，此两类物质能够有效的提升铝合金的韧性、耐磨性等，而为了进一步增强铝合金的强度等品质，此处添加的是一种复合碳粉成分，实质是一种改性的碳粉成分，将清洗活化后的碳粉浸入到改性处理液中，在超声波的辅助处理下，碳粉中插层固定了大量的纳米二氧化钛小颗粒，形成了一种复合的颗粒成分，纳米颗粒在熔体中固液分散时极易不均匀团聚，熔融后也会存在组织分布不均匀的问题，在此本发明以碳粉作为载体实现了对纳米二氧化钛小颗粒的承载和分散，并且熔融后碳单质和碳的化合物能够与钛、铝元素结合形成强化的第二相，还能作为结晶核心，起到细化晶粒组织的作用，匀化了组织，进而显著提升了铝合金的强度品质。最后再通过常规的热处理和时效处理后，保证了铝合金材料具有不错的综合特性。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供了一种铝合金材料的制备方法，其工艺简单，各步骤搭配合理，易于推广应用，简化了现有技术较为复杂的处理工艺，制得的铝合金材料的力学强度高、耐腐耐磨性强，内部组织均匀、晶粒较小，综合性能得到了显著的提升，极具生产效益和实用价值。
附图说明
图1是实施例2制得的试样的金相组织图。
图2是对比实施例3制得的试样的金相组织图。
图3是实施例2制得的试样的表面形貌图。
图4是对比实施例3制得的试样的表面形貌图。
具体实施方式
实施例1
一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，包括如下步骤：
（1）铝合金熔体制备：
a.按对应重量份称取下列原料：60份A356铝锭、35份废弃的铝制品、6份氮化硼、3份纳米陶瓷粉末；
b.将操作a称取的所有原料共同投入到熔炼炉内进行加热熔炼处理，升温至炉料开始软化下榻时，向溶液表面撒上一层覆盖剂覆盖；
c.将碳粉投入到除油液中进行除油处理，8min后滤出后再投入到磷酸溶液中浸泡处理35min，完成后滤出用去离子水冲洗一遍后干燥备用；
d.将操作c处理后的碳粉投入到球磨机内进行球磨处理，完成后取出过300目筛备用；
e.将操作d处理后的碳粉浸入到改性处理液中，不断超声处理1h后滤出，最后用去离子水冲洗一遍后干燥得复合碳粉备用；所述的改性处理液由如下对应重量份的物质组成：15份纳米二氧化钛、4份十六烷基三甲基溴化铵、2份硬脂酸锌、1份焦磷酸钠、3份脂肪醇聚氧乙烯醚、3份乙二胺四乙酸二钠、5份甲基丙烯酸甲酯、20份乙酸乙酯、300份去离子水；
f.将操作e所得的复合碳粉、镁锭共同投入到操作b的熔炼炉内，待所有原料均熔融完成后得铝合金熔体备用；
（2）精炼处理：
向步骤（1）所得的铝合金熔体内加入精炼剂，精炼完成后扒渣、静置后，加热保持熔液的温度为700℃，得精炼后的铝合金熔体备用；
（3）浇铸处理：
将步骤（2）所得的铝合金熔体浇铸到预热处理后的模具中，完成后脱模取出得铝合金铸棒备用；
（4）热处理：
将步骤（3）所得的铝合金铸棒送入到热处理炉中进行加热保温处理，期间控制热处理炉中的温度为480℃、保温时长为2h；然后取出用淬火油冷却，最后再将淬火处理后的铝合金铸棒放入到回火炉中进行回火处理，期间控制回火的温度为350℃、回火时长为50min；
（5）时效处理：
对步骤（4）处理后的铝合金铸棒进行时效处理，完成后自然冷却至室温后即可。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的氮化硼的颗粒大小为1~10μm；所述的纳米陶瓷粉末的颗粒大小为20~60nm。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的熔炼处理时加热保持熔炼炉内的温度为760℃；所述的覆盖剂为盐类覆盖剂。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的除油液为丙酮；所述的磷酸溶液的质量分数为5%；所述的干燥温度控制为90℃。
进一步的，步骤（1）操作e中所述的超声处理的频率为700kHz；超声处理期间保持改性处理液的温度为50℃；所述的干燥温度控制为105℃；所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为10~50nm。
进一步的，步骤（1）操作f中所述的复合碳粉的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的2.5%；所述的镁锭的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的3.5%。
进一步的，步骤（5）中所述的时效处理时的温度控制为140~150℃、时长控制为20h。
对本发明上述实施例1制得的铝合金材料进行化学成分检测，其化学成分及对应的重量份为：Si 0.302%、Mg 2.486%、Fe 0.410%、Cu 0.065%、Mn 0.038%、Cr 0.337%、Zn0.094%、B 0.147%、C 1.742%、Ti 0.086%、其他元素合计0.208%，余量为Al。
实施例2
一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，包括如下步骤：
（1）铝合金熔体制备：
a.按对应重量份称取下列原料：63份A356铝锭、38份废弃的铝制品、8份氮化硼、4份纳米陶瓷粉末；
b.将操作a称取的所有原料共同投入到熔炼炉内进行加热熔炼处理，升温至炉料开始软化下榻时，向溶液表面撒上一层覆盖剂覆盖；
c.将碳粉投入到除油液中进行除油处理，9min后滤出后再投入到磷酸溶液中浸泡处理37min，完成后滤出用去离子水冲洗一遍后干燥备用；
d.将操作c处理后的碳粉投入到球磨机内进行球磨处理，完成后取出过300目筛备用；
e.将操作d处理后的碳粉浸入到改性处理液中，不断超声处理1.3h后滤出，最后用去离子水冲洗一遍后干燥得复合碳粉备用；所述的改性处理液由如下对应重量份的物质组成：17份纳米二氧化钛、6份十六烷基三甲基溴化铵、3份硬脂酸锌、2份焦磷酸钠、4份脂肪醇聚氧乙烯醚、4份乙二胺四乙酸二钠、7份甲基丙烯酸甲酯、23份乙酸乙酯、320份去离子水；
f.将操作e所得的复合碳粉、镁锭共同投入到操作b的熔炼炉内，待所有原料均熔融完成后得铝合金熔体备用；
（2）精炼处理：
向步骤（1）所得的铝合金熔体内加入精炼剂，精炼完成后扒渣、静置后，加热保持熔液的温度为720℃，得精炼后的铝合金熔体备用；
（3）浇铸处理：
将步骤（2）所得的铝合金熔体浇铸到预热处理后的模具中，完成后脱模取出得铝合金铸棒备用；
（4）热处理：
将步骤（3）所得的铝合金铸棒送入到热处理炉中进行加热保温处理，期间控制热处理炉中的温度为490℃、保温时长为2.3h；然后取出用淬火油冷却，最后再将淬火处理后的铝合金铸棒放入到回火炉中进行回火处理，期间控制回火的温度为370℃、回火时长为55min；
（5）时效处理：
对步骤（4）处理后的铝合金铸棒进行时效处理，完成后自然冷却至室温后即可。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的氮化硼的颗粒大小为1~10μm；所述的纳米陶瓷粉末的颗粒大小为20~60nm。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的熔炼处理时加热保持熔炼炉内的温度为770℃；所述的覆盖剂为盐类覆盖剂。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的除油液为丙酮；所述的磷酸溶液的质量分数为6%；所述的干燥温度控制为92℃。
进一步的，步骤（1）操作e中所述的超声处理的频率为730kHz；超声处理期间保持改性处理液的温度为52℃；所述的干燥温度控制为108℃；所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为10~50nm。
进一步的，步骤（1）操作f中所述的复合碳粉的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的2.8%；所述的镁锭的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的3.7%。
进一步的，步骤（5）中所述的时效处理时的温度控制为150~160℃、时长控制为24h。
对本发明上述实施例2制得的铝合金材料进行化学成分检测，其化学成分及对应的重量份为：Si 0.346%、Mg 2.724%、Fe 0.438%、Cu 0.084%、Mn 0.042%、Cr 0.351%、Zn0.105%、B 0.168%、C 1.853%、Ti 0.097%、其他元素合计0.238%，余量为Al。
实施例3
一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，包括如下步骤：
（1）铝合金熔体制备：
a.按对应重量份称取下列原料：65份A356铝锭、40份废弃的铝制品、9份氮化硼、5份纳米陶瓷粉末；
b.将操作a称取的所有原料共同投入到熔炼炉内进行加热熔炼处理，升温至炉料开始软化下榻时，向溶液表面撒上一层覆盖剂覆盖；
c.将碳粉投入到除油液中进行除油处理，10min后滤出后再投入到磷酸溶液中浸泡处理40min，完成后滤出用去离子水冲洗一遍后干燥备用；
d.将操作c处理后的碳粉投入到球磨机内进行球磨处理，完成后取出过300目筛备用；
e.将操作d处理后的碳粉浸入到改性处理液中，不断超声处理1.5h后滤出，最后用去离子水冲洗一遍后干燥得复合碳粉备用；所述的改性处理液由如下对应重量份的物质组成：20份纳米二氧化钛、7份十六烷基三甲基溴化铵、4份硬脂酸锌、3份焦磷酸钠、6份脂肪醇聚氧乙烯醚、5份乙二胺四乙酸二钠、8份甲基丙烯酸甲酯、25份乙酸乙酯、340份去离子水；
f.将操作e所得的复合碳粉、镁锭共同投入到操作b的熔炼炉内，待所有原料均熔融完成后得铝合金熔体备用；
（2）精炼处理：
向步骤（1）所得的铝合金熔体内加入精炼剂，精炼完成后扒渣、静置后，加热保持熔液的温度为730℃，得精炼后的铝合金熔体备用；
（3）浇铸处理：
将步骤（2）所得的铝合金熔体浇铸到预热处理后的模具中，完成后脱模取出得铝合金铸棒备用；
（4）热处理：
将步骤（3）所得的铝合金铸棒送入到热处理炉中进行加热保温处理，期间控制热处理炉中的温度为500℃、保温时长为2.5h；然后取出用淬火油冷却，最后再将淬火处理后的铝合金铸棒放入到回火炉中进行回火处理，期间控制回火的温度为380℃、回火时长为60min；
（5）时效处理：
对步骤（4）处理后的铝合金铸棒进行时效处理，完成后自然冷却至室温后即可。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的氮化硼的颗粒大小为1~10μm；所述的纳米陶瓷粉末的颗粒大小为20~60nm。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的熔炼处理时加热保持熔炼炉内的温度为780℃；所述的覆盖剂为盐类覆盖剂。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的除油液为丙酮；所述的磷酸溶液的质量分数为7%；所述的干燥温度控制为95℃。
进一步的，步骤（1）操作e中所述的超声处理的频率为750kHz；超声处理期间保持改性处理液的温度为55℃；所述的干燥温度控制为110℃；所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为10~50nm。
进一步的，步骤（1）操作f中所述的复合碳粉的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的3%；所述的镁锭的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的4%。
进一步的，步骤（5）中所述的时效处理时的温度控制为160~170℃、时长控制为28h。
对本发明上述实施例3制得的铝合金材料进行化学成分检测，其化学成分及对应的重量份为：Si 0.388%、Mg 2.803%、Fe 0.495%、Cu 0.097%、Mn 0.054%、Cr 0.390%、Zn0.147%、B 0.192%、C 1.904%、Ti 0.103%、其他元素合计0.256%，余量为Al。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，在步骤（1）铝合金熔体制备中，省去了复合碳粉的加工制备，直接使用操作d处理后的碳粉取代复合碳粉添加使用，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（1）铝合金熔体制备中，省去了复合碳粉的加工制备及后续的添加使用，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
申请号为：201210530654.6公开的一种抗冲压铝合金型材的熔炼制备方法。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3对应制得的铝合金型材进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
注：上表1中所述的各性能测试均参照行业内常用的GB/T228.1-2010标准进行测试。
由上表1可以看出，本发明方法制得的铝合金材料的综合性能得到了显著的增强，极具推广应用价值和市场竞争力。
此外，还对上述实施例2、对比实施例3对应制得的铝合金材料组织进行了扫描，图1为实施例2制得的试样的金相组织图，图2为对比实施例3制得的试样的金相组织图，可以看出对比实施例3中的金相组织较大，呈枝状分布，有大块条带，部分晶界不完整，添加的增强物沿晶界分布，这也是导致材料性能较差的原因，而实施例2的金相显示，其晶粒细小，以圆形或椭圆形为主，在基体上大部分均匀分布，部分呈现线性分布，组织均匀，材料性能较强。图3为实施例2制得的试样的表面形貌图，图4为对比实施例3制得的试样的表面形貌图，同样也能看出，对比实施例3中的合金组织较为粗大，局部存在大块条带状组织，而图3实施例2的显示，其合金组织如金相显示一样均匀细腻，组织相容结合的品质好。可见本申请特殊的制备方法很好的优化了铝合金材料的组织，提升了其性能。

Claims (7)

1.一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）铝合金熔体制备：
a.按对应重量份称取下列原料：60~65份A356铝锭、35~40份废弃的铝制品、6~9份氮化硼、3~5份纳米陶瓷粉末；
b.将操作a称取的所有原料共同投入到熔炼炉内进行加热熔炼处理，升温至炉料开始软化下榻时，向溶液表面撒上一层覆盖剂覆盖；
c.将碳粉投入到除油液中进行除油处理，8~10min后滤出后再投入到磷酸溶液中浸泡处理35~40min，完成后滤出用去离子水冲洗一遍后干燥备用；
d.将操作c处理后的碳粉投入到球磨机内进行球磨处理，完成后取出过300目筛备用；
e.将操作d处理后的碳粉浸入到改性处理液中，不断超声处理1~1.5h后滤出，最后用去离子水冲洗一遍后干燥得复合碳粉备用；所述的改性处理液由如下对应重量份的物质组成：15~20份纳米二氧化钛、4~7份十六烷基三甲基溴化铵、2~4份硬脂酸锌、1~3份焦磷酸钠、3~6份脂肪醇聚氧乙烯醚、3~5份乙二胺四乙酸二钠、5~8份甲基丙烯酸甲酯、20~25份乙酸乙酯、300~340份去离子水；
f.将操作e所得的复合碳粉、镁锭共同投入到操作b的熔炼炉内，待所有原料均熔融完成后得铝合金熔体备用；
（2）精炼处理：
向步骤（1）所得的铝合金熔体内加入精炼剂，精炼完成后扒渣、静置后，加热保持熔液的温度为700~730℃，得精炼后的铝合金熔体备用；
（3）浇铸处理：
将步骤（2）所得的铝合金熔体浇铸到预热处理后的模具中，完成后脱模取出得铝合金铸棒备用；
（4）热处理：
将步骤（3）所得的铝合金铸棒送入到热处理炉中进行加热保温处理，期间控制热处理炉中的温度为480~500℃、保温时长为2~2.5h；然后取出用淬火油冷却，最后再将淬火处理后的铝合金铸棒放入到回火炉中进行回火处理，期间控制回火的温度为350~380℃、回火时长为50~60min；
（5）时效处理：
对步骤（4）处理后的铝合金铸棒进行时效处理，完成后自然冷却至室温后即可。
2.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，其特征在于，步骤（1）操作a中所述的氮化硼的颗粒大小为1~10μm；所述的纳米陶瓷粉末的颗粒大小为20~60nm。
3.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，其特征在于，步骤（1）操作b中所述的熔炼处理时加热保持熔炼炉内的温度为760~780℃；所述的覆盖剂为盐类覆盖剂。
4.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，其特征在于，步骤（1）操作c中所述的除油液为丙酮；所述的磷酸溶液的质量分数为5~7%；所述的干燥温度控制为90~95℃。
5.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，其特征在于，步骤（1）操作e中所述的超声处理的频率为700~750kHz；超声处理期间保持改性处理液的温度为50~55℃；所述的干燥温度控制为105~110℃；所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为10~50nm。
6.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，其特征在于，步骤（1）操作f中所述的复合碳粉的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的2.5~3%；所述的镁锭的加入量是操作a称取的A356铝锭总质量的3.5~4%。
7.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的时效处理时的温度控制为140~170℃、时长控制为20~28h。
CN201910831480.9A 2019-09-04 2019-09-04 一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法 Pending CN110512105A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910831480.9A CN110512105A (zh) 2019-09-04 2019-09-04 一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910831480.9A CN110512105A (zh) 2019-09-04 2019-09-04 一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110512105A true CN110512105A (zh) 2019-11-29

Family

ID=68629623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910831480.9A Pending CN110512105A (zh) 2019-09-04 2019-09-04 一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110512105A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111958191A (zh) * 2020-09-02 2020-11-20 瑞安市创博机械有限公司 热涨式铝导辊加工生产工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1540019A (zh) * 2003-10-27 2004-10-27 山东大学 含有TiC和Al2O3粒子的铝基合金的制备方法
CN1712463A (zh) * 2005-07-27 2005-12-28 厦门大学 基于聚合物/粘土插层改性技术的隧道防火涂料修饰剂及其制备方法
CN103103372A (zh) * 2012-12-11 2013-05-15 芜湖恒坤汽车部件有限公司 一种抗冲压铝合金型材的熔炼制备方法
CN104131197A (zh) * 2014-07-21 2014-11-05 内蒙古工业大学 一种Mg改性TiC-Al2O3/Al基复合材料及其制备方法
CN108220635A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 罗琼 一种抗冲压铝合金型材的熔炼制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1540019A (zh) * 2003-10-27 2004-10-27 山东大学 含有TiC和Al2O3粒子的铝基合金的制备方法
CN1712463A (zh) * 2005-07-27 2005-12-28 厦门大学 基于聚合物/粘土插层改性技术的隧道防火涂料修饰剂及其制备方法
CN103103372A (zh) * 2012-12-11 2013-05-15 芜湖恒坤汽车部件有限公司 一种抗冲压铝合金型材的熔炼制备方法
CN104131197A (zh) * 2014-07-21 2014-11-05 内蒙古工业大学 一种Mg改性TiC-Al2O3/Al基复合材料及其制备方法
CN108220635A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 罗琼 一种抗冲压铝合金型材的熔炼制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付长璟等: "《石墨烯的制备、结构及应用》", 30 June 2017, 哈尔滨工业大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111958191A (zh) * 2020-09-02 2020-11-20 瑞安市创博机械有限公司 热涨式铝导辊加工生产工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3112486B1 (en) Method of producing b 4c/al neutron absorbent material sheet by continuous cast rolling
CN102978488B (zh) 用于汽车保险杠的铝合金型材生产工艺
CN109457167B (zh) 采用真空感应熔炼不同Fe含量的CuFe合金材料的制备方法
CN108425050A (zh) 一种高强高韧铝锂合金及其制备方法
CN109161770B (zh) 一种高模量镁合金及其制备方法
CN100558922C (zh) 一种无铅易切削铝合金材料及其制造工艺
CN107022698A (zh) 一种高导热压铸铝合金及其制备方法
CN110643853B (zh) 一种高强韧高稳定性TiAl-Ni合金板材的制备方法
CN111057886B (zh) 一种铍铜铸轧辊套的制备方法和铍铜铸轧辊套
CN114480922B (zh) 一种超轻铝锂合金及其制备方法和应用
CN109536803B (zh) 一种高延展性低稀土镁合金板材及其制备方法
CN106756372B (zh) 一种高性能铍铝-稀土合金的制备方法及其制备的产品
CN107523707A (zh) 铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺
Li et al. Evolution of microstructure and properties during homogenization of the novel Al–Li alloy fabricated by electromagnetic oscillation twin-roll casting
CN101020981A (zh) 高含锌量的镁－锌－锰系镁合金材料
CN103710577B (zh) 含微量稀土元素的镍钒合金磁控溅射旋转靶材及制备方法
CN102443725A (zh) 一种用AlH3处理的高强度铝合金及其制备方法
CN113088840A (zh) 一种铝合金的制备方法
CN111961893A (zh) 一种高强度高塑性高熵合金及其制备方法
CN114058912B (zh) 一种高比强度、比刚度铝锂合金厚壁环形件及其制备方法
CN110512105A (zh) 一种高强度铝合金材料的熔炼制备方法
CN107699747B (zh) 一种高Cu含量Al-Si-Li-Cu铸造合金及其制备方法
WO2024017085A1 (zh) 高强韧Al-Cu系铸造铝合金、制备方法及其在轮毂制备中的应用
CN115572883A (zh) 一种搅拌铸造用SiCp增强铝基复合材料的制备方法
CN115522103B (zh) 一种用于亚共晶铝硅合金的新型细化变质剂及其制备与应用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191129