CN110592437A - 一种高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

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林文亮
卢绍铿
文豪华
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Wuhan Hong Hong Metal Aluminium Industry Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料及其制备方法，上述铝合金材料包括Cu0.055‑0.078wt％、Si9.3‑10.8wt％、Mn0.32‑0.48wt％、Mg0.32‑0.49wt％、Ti0.04‑0.15wt％、Fe0.8‑1.0wt％、Ni≤0.01wt％、Zn0.1‑0.2wt％、Sn≤0.01wt％、Na≤15ppm、Ca≤50ppm，余量为Al及不可避免的杂质。由此，本发明所述的亚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。

Description

一种高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金材料技术领域，尤其涉及一种高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料及其制备方法。
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。由于零件结构越来越复杂，压铸合金材料中常规的亚共晶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，对于其他极其严峻的工作环境(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，在这些使用场景中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强度耐腐蚀性亚共晶铝合金材料。
发明内容
针对上述问题，现提供一种高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料及其制备方法，它具有强度高、塑性好的性能与更好的热传导性，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
具体技术方案如下：
本发明的第一个方面是提供一种高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料，具有这样的特征，包括：
余量为Al及不可避免的杂质。
本发明的第二个方面是提供一种上述高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：
步骤1、按照亚共晶铝合金材料的配方中各个成分的重量百分比准备原材料；
步骤2、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，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、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后扒去浮渣；
步骤4、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后扒去浮渣；
步骤5、关闭炉门，进行静置处理，静置时间控制在20-40min；
步骤6、将炉温控制至760-780℃，加入Al-5Ti-0.8B-0.2C,保持20-30min；
步骤7、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。
上述的制备方法，还具有这样的特征，步骤6每吨铝液中Al-5Ti-0.8B-0.2C的添加量为10-15kg。
上述的制备方法，还具有这样的特征，步骤7GBF在线除气处理中除气用气体为氩气，氩气压力为0.2-0.3MPa，氩气纯度≥99.999％，转子转速为450-500rpm。
上述的制备方法，还具有这样的特征，步骤7GBF在线除气处理中进入分配器的铝液的温度为720-740℃。
上述方案的有益效果是：
1)、本发明提供的共晶铝合金材料具有配方合理、耐腐蚀性强的特点；
2)、本发明提供的制备方法具有生产过程环保、资源消耗低、性价比高的特点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例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作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定
一种高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料，其包括：
余量为Al及不可避免的杂质；
上述高强度耐腐蚀亚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重量百分比准备原材料；
步骤2、溶解，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℃，依次加入各原材料，待原材料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后扒去浮渣；
步骤4、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后扒去浮渣；
步骤5、关闭炉门，进行静置处理，静置时间控制在20-40min；
步骤6、将炉温控制至760-780℃，加入Al-5Ti-0.8B-0.2C,保持20-30min；
步骤7、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，在得到过亚共晶铝合金材料；
其中，步骤6中每吨铝液中Al-5Ti-0.8B-0.2C的添加量为10-15kg；
其中，在步骤7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；
其中，步骤7中的GBF在线除气处理中除气用气体为氩气，氩气压力为0.2-0.3MPa，氩气纯度≥99.999％，转子转速为450-500rpm；步骤7GBF在线除气处理中进入分配器的铝液的温度为720-740℃。
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亚共晶铝合金材料，设亚共晶铝合金材料代号为HJ-B2929，随机选取其中10块铝合金HJ-B2929进行检测，10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10所示。
本发明的实施例1-10中按照上述配方以及制备方法制备获得一种高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料(本发明中记为HJ-B2929)，上述10块编号铝合金中各个组分的百分比含量如下表所示：
上述实施例1-10中余量均为Al及不可避免的杂质。
本发明中取50块等分量、形状相同的铝合金HJ-B2929进行盐雾实验，结果表明本发明中提供的铝合金HJ-B2929平均可达3015h以上不腐蚀，其耐腐蚀性相对于市售铝合金AlSi10MnMg(可达2001h以上不腐蚀)可提高54.92％。本发明提供的铝合金材料具有耐腐蚀性强的优点。
此外，铝合金HJ-B2929和铝合金AlSi10MnMg相比，该亚共晶铝合金材料还具有强度好、塑性好的特点。分别取10根相同条件下取出的拉力试棒，引用GB/T 228-2010标准对铝合金HJ-B2929和铝合金AlSi10MnMg进行力学性能对比实验，实验结果如下表1所示。
表1
铝合金HJ-B2929和铝合金AlSi10MnMg相比，该亚共晶铝合金材料AlSi10MnMg的抗拉强度及延伸率比铝合金AlSi10MnMg都要高一些。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料，其特征在于，包括：
2.一种权利要求1所述高强度耐腐蚀亚共晶铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、备料，按照共晶铝合金材料中各个成分的重量百分比准备原材料；
步骤2、熔解，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，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后扒去浮渣；
步骤4、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后扒去浮渣；
步骤5、关闭炉门，进行静置处理，静置时间控制在20-40min；
步骤6、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7、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，在得到过亚共晶铝合金材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤6每吨铝液中Al-5Ti-0.8B-0.2C的添加量为10-15kg。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤7中GBF在线除气处理中除气用气体为氩气，氩气压力为0.2-0.3MPa，氩气纯度≥99.999％，转子转速为450-500rpm。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤7GBF在线除气处理中进入分配器的铝液的温度为720-740℃。
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