CN111118382A - 一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，所述耐腐蚀合金材料的主要配方为8‑12重量份的碳、3‑5重量份的铜、5‑6重量份的钒、6‑7重量份钨、2‑4重量份的铝、1‑3重量份硅、7‑8重量份钴、14‑16重量份的铬与26‑38重量份钛，本发明中在加工时在熔炉中初步进行对各个材料之间的除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作，这样可以有效的进行对各个材料产生的杂质进行除去，之后在进行助炼剂的加入时再次进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作，这样可以通过两次的除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作可以使得更好的进行操作，避免了出现杂质的残留，从而解决了现有的高强度耐腐蚀铝合金制备方法进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作不彻底的问题。
Description
技术领域
本发明属于合金材料相关技术领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法。
背景技术
合金材料是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料，并且具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，硬质合金广泛用作刀具材料，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。
现有的高强度耐腐蚀铝合金制备方法技术存在以下问题：现有的高强度耐腐蚀铝合金制备方法在加工时一般除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作只进行一次，这样可能会出现助炼剂的分量或者加工时间不足导致除渣、脱氧、脱硫、脱磷除去的不彻底的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有的高强度耐腐蚀铝合金制备方法进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作不彻底的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，所述耐腐蚀合金材料的主要配方为8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛。
优选的，所述高强度耐腐蚀铝合金的制备步骤如下：
步骤一：将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛进行称量；
步骤二：然后将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛同时投入熔炉中进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作；
步骤三：然后将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛分别与助炼剂进行合金化，再次进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作；
步骤四：然后将生成的固态溶液导入到高温炉中进行加热；
步骤五：钢液的出炉温度控制在1560-1580℃，待钢液静置3-5分钟，然后将钢液浇入钢锭摸内，控制钢液浇注的温度1510-1530℃，然后进行造型；
步骤六：之后通入氩气与加入成型剂，将固态溶液静置降温至655℃，初步采用压铸机进行压铸；
步骤七：将压铸之后的固体导入到模具中，使得保持压力为117至125MPa，保温60至70min；
步骤八：用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能的扩散退火的方法，在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷；
步骤九：之后将混合物进行压制，压制之后的混合物导入到成型设备中进行成型，然后对铸件抛丸20-25分钟，去除铸件表面的氧化皮、砂粒、涂料壳。
优选的，所述助炼剂的主要类别为以硅钡铝合金和氮化锰铁的方式加入Al和N，以形成氮化铝相，起到细化晶粒，提高强度和韧性的作用。
优选的，所述合金材料的加工工艺性能如下：
一、铸造性能
金属及合金熔化后铸造成优良铸件的能力称为铸造性能。铸造性能好坏主要决定于液体金属的流动性、收缩性及成分均匀度、偏析的趋向。
二、锻造性能
金属材料在压力加工下成形的难易程度称为压力加工性能。它与金属材料的塑性有关，金属材料的塑性越好，变形抗力越小，金属材料的压力加工性能就越好。
三、焊接性能
金属材料的焊接性能是指在给定的工艺条件和焊接结构方案T，用焊接方法获得预期质量要求的优良焊接接头的性能。
四、熔接性能
使两块金属接触，然后用氧气、乙炔或电弧热使金属部分熔化将其结合在一起的能力叫熔接性能。
五、切削加工性能
切削加工性能是指金属材料承受切削加工的能力，当金属材料具有适当的硬度和足够的脆性时则容易切削，所以铸铁比钢切削加工性能好，一般碳钢比高合金钢切削加工性能好。
六、热处理工艺性能
热处理工艺性能是指金属材料通过热处理后改变或改善其性能的能力，是金属材料的重要工艺性能之一。对于钢而言，主要包括淬透性、淬硬性、氧化和脱碳、变形及开裂等，钢制工件通过热处理，可改善其切削加工性能，提高力学性能，延长其使用寿命。
与现有技术相比，本发明提供了一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，具备以下有益效果：
本发明中在加工时在熔炉中初步进行对各个材料之间的除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作，这样可以有效的进行对各个材料产生的杂质进行除去，之后在进行助炼剂的加入时再次进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作，这样可以通过两次的除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作可以使得更好的进行操作，避免了出现杂质的残留，从而解决了现有的高强度耐腐蚀铝合金制备方法进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作不彻底的问题。
具体实施方式
本发明提供一种技术方案：
一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，耐腐蚀合金材料的主要配方为8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛。
高强度耐腐蚀铝合金的制备步骤如下：
步骤一：将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛进行称量；
步骤二：然后将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛同时投入熔炉中进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作；
步骤三：然后将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛分别与助炼剂进行合金化，再次进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作；
步骤四：然后将生成的固态溶液导入到高温炉中进行加热；
步骤五：钢液的出炉温度控制在1560-1580℃，待钢液静置3-5分钟，然后将钢液浇入钢锭摸内，控制钢液浇注的温度1510-1530℃，然后进行造型；
步骤六：之后通入氩气与加入成型剂，将固态溶液静置降温至655℃，初步采用压铸机进行压铸；
步骤七：将压铸之后的固体导入到模具中，使得保持压力为117至125MPa，保温60至70min；
步骤八：用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能的扩散退火的方法，在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷；
步骤九：之后将混合物进行压制，压制之后的混合物导入到成型设备中进行成型，然后对铸件抛丸20-25分钟，去除铸件表面的氧化皮、砂粒、涂料壳。
助炼剂的主要类别为以硅钡铝合金和氮化锰铁的方式加入Al和N，以形成氮化铝相，起到细化晶粒，提高强度和韧性的作用。
合金材料的加工工艺性能如下：
一、铸造性能
金属及合金熔化后铸造成优良铸件的能力称为铸造性能。铸造性能好坏主要决定于液体金属的流动性、收缩性及成分均匀度、偏析的趋向。
二、锻造性能
金属材料在压力加工下成形的难易程度称为压力加工性能。它与金属材料的塑性有关，金属材料的塑性越好，变形抗力越小，金属材料的压力加工性能就越好。
三、焊接性能
金属材料的焊接性能是指在给定的工艺条件和焊接结构方案T，用焊接方法获得预期质量要求的优良焊接接头的性能。
四、熔接性能
使两块金属接触，然后用氧气、乙炔或电弧热使金属部分熔化将其结合在一起的能力叫熔接性能。
五、切削加工性能
切削加工性能是指金属材料承受切削加工的能力，当金属材料具有适当的硬度和足够的脆性时则容易切削，所以铸铁比钢切削加工性能好，一般碳钢比高合金钢切削加工性能好。
六、热处理工艺性能
热处理工艺性能是指金属材料通过热处理后改变或改善其性能的能力，是金属材料的重要工艺性能之一。对于钢而言，主要包括淬透性、淬硬性、氧化和脱碳、变形及开裂等，钢制工件通过热处理，可改善其切削加工性能，提高力学性能，延长其使用寿命。
本发明的工作原理及使用流程：
将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛同时投入熔炉中进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作，然后将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛分别与助炼剂进行合金化，再次进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作，然后将生成的固态溶液导入到高温炉中进行加热，钢液的出炉温度控制在1560-1580℃，待钢液静置3-5分钟，然后将钢液浇入钢锭摸内，控制钢液浇注的温度1510-1530℃，然后进行造型，之后通入氩气与加入成型剂，将固态溶液静置降温至655℃，初步采用压铸机进行压铸，将压铸之后的固体导入到模具中，使得保持压力为117至125MPa，保温60至70min，用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能的扩散退火的方法，在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷，之后将混合物进行压制，压制之后的混合物导入到成型设备中进行成型，然后对铸件抛丸20-25分钟，去除铸件表面的氧化皮、砂粒、涂料壳。
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)
1.一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，其特征在于：所述耐腐蚀合金材料的主要配方为8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，其特征在于：所述高强度耐腐蚀铝合金的制备步骤如下：
步骤一：将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛进行称量；
步骤二：然后将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛同时投入熔炉中进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作；
步骤三：然后将8-12重量份的碳、3-5重量份的铜、5-6重量份的钒、6-7重量份钨、2-4重量份的铝、1-3重量份硅、7-8重量份钴、14-16重量份的铬与26-38重量份钛分别与助炼剂进行合金化，再次进行除渣、脱氧、脱硫、脱磷的工作；
步骤四：然后将生成的固态溶液导入到高温炉中进行加热；
步骤五：钢液的出炉温度控制在1560-1580℃，待钢液静置3-5分钟，然后将钢液浇入钢锭摸内，控制钢液浇注的温度1510-1530℃，然后进行造型；
步骤六：之后通入氩气与加入成型剂，将固态溶液静置降温至655℃，初步采用压铸机进行压铸；
步骤七：将压铸之后的固体导入到模具中，使得保持压力为117至125MPa，保温60至70min；
步骤八：用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能的扩散退火的方法，在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷；
步骤九：之后将混合物进行压制，压制之后的混合物导入到成型设备中进行成型，然后对铸件抛丸20-25分钟，去除铸件表面的氧化皮、砂粒、涂料壳。
3.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，其特征在于：所述助炼剂的主要类别为以硅钡铝合金和氮化锰铁的方式加入Al和N，以形成氮化铝相，起到细化晶粒，提高强度和韧性的作用。
4.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀铝合金及其制备方法，其特征在于：所述合金材料的加工工艺性能如下：
一、铸造性能
金属及合金熔化后铸造成优良铸件的能力称为铸造性能。铸造性能好坏主要决定于液体金属的流动性、收缩性及成分均匀度、偏析的趋向。
二、锻造性能
金属材料在压力加工下成形的难易程度称为压力加工性能。它与金属材料的塑性有关，金属材料的塑性越好，变形抗力越小，金属材料的压力加工性能就越好。
三、焊接性能
金属材料的焊接性能是指在给定的工艺条件和焊接结构方案T，用焊接方法获得预期质量要求的优良焊接接头的性能。
四、熔接性能
使两块金属接触，然后用氧气、乙炔或电弧热使金属部分熔化将其结合在一起的能力叫熔接性能。
五、切削加工性能
切削加工性能是指金属材料承受切削加工的能力，当金属材料具有适当的硬度和足够的脆性时则容易切削，所以铸铁比钢切削加工性能好，一般碳钢比高合金钢切削加工性能好。
六、热处理工艺性能
热处理工艺性能是指金属材料通过热处理后改变或改善其性能的能力，是金属材料的重要工艺性能之一。对于钢而言，主要包括淬透性、淬硬性、氧化和脱碳、变形及开裂等，钢制工件通过热处理，可改善其切削加工性能，提高力学性能，延长其使用寿命。
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