CN111471882A - 一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺 - Google Patents

一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN111471882A
CN111471882A CN201911311172.XA CN201911311172A CN111471882A CN 111471882 A CN111471882 A CN 111471882A CN 201911311172 A CN201911311172 A CN 201911311172A CN 111471882 A CN111471882 A CN 111471882A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum alloy
sintering
preparing
cooling
alloy powder
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.)
Withdrawn
Application number
CN201911311172.XA
Other languages
English (en)
Inventor
戴王兵
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.)
Anhui Ditong Network Technology Co ltd
Original Assignee
Anhui Ditong Network Technology 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 Anhui Ditong Network Technology Co ltd filed Critical Anhui Ditong Network Technology Co ltd
Priority to CN201911311172.XA priority Critical patent/CN111471882A/zh
Publication of CN111471882A publication Critical patent/CN111471882A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408—Light metal alloys
    • C22C1/0416—Aluminium-based alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • 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
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • 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
    • C22F1/043—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 silicon 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 Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供了一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，涉及铝合金技术领域，制备工艺包括以下步骤：(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：22‑25.5％、Fe：3.4‑4.2％、Cu：0.6‑1.1％、Zr：0.2‑0.35％、Sr：0.05‑0.12％、Ce：0.02‑0.08％，余量为Al；(2)冷压；(3)挤压；(4)烧结：升温到450‑470℃，保温；再升温至575‑600℃进行烧结，保温；(5)热处理：在490‑500℃下保温，再升温至525‑535℃保温，水冷后油冷；时效处理。本发明制备工艺稳定，可制备得到强度高、硬度高、韧性好，综合性能优异，在汽车领域具有很好的应用效果。

Description

一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，具体涉及一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺。
背景技术
环境和能源问题是当今全世界面临的巨大挑战。随着汽车燃油价格的不断上涨，对汽车节能环保的要求也日益提高。汽车车身减重对汽车的燃油经济性、控制稳定性、碰撞安全性都大有裨。汽车轻量化技术也就应运而生了。汽车轻量化对于减少排放、节约资源、实现全球经济社会的可持续发展有着十分重要的意义。
汽车轻量化可通过两种途径来实现：一、采用现代设计方法和手段对产品进行优化设计，包括结构优化设计、结构的小型化、改进运动结构的方式等；二、使用新材料。在确保汽车整体性能指标的前提下，应用新型高强度和低密度轻质材料，用其取代钢铁零部件，从而大大减轻车身重量，如铝、镁合金等金属材料，以及复合材料和高分子材料等。
高硅铝合金具有热膨胀系数低，耐磨性能优异，综合力学性能好等特点，广泛用于汽车、航空航天以及电子工业等诸多行业。合金中硅相的组织形态、尺寸、分布状态是影响合金性能的关键因素。在利用铸造技术大规模工业化生产过共晶铝硅合金时，合金中析出了大块的初晶硅相，使得合金基体的连续性被破坏，合金的力学性能下降。当合金中硅含量超过14wt％时，粗大硅相对合金综合力学性能的不利影响很大，严重影响了合金的使用。
随着现代经济社会的发展，特别是汽车、航空、航天工业的特殊需求，常规的铸造铝硅合金已经远远不能满足要求。常规的铸造铝基合金由于存在成分偏析，无法满足材料高性能的要求，而粉末冶金件普遍具有以下几个优点：①能够避免成分的偏析，保证合金具有均匀的组织和稳定的性能；②能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果，生产各种特殊性能的材料。由于粉末冶金铝合金具有低密度、高比强、高耐磨性和耐腐蚀性的特点，表现出广阔的应用前景。粉末冶金铝合金整体水平有了很大的提高，在成形方法上有喷射成形、压制烧结、热挤压、冷等静压等等。压制烧结是将粉末进行压制后进行烧结，其中烧结是一种通过将粉末连接到一起从而提高强度的热处理过程。烧结的过程主要是在合金主元素或者多元体系的熔点的60-90％的温度下，使松散的合金粉末或者合金压块固结成为固体合金的过程。烧结过程的驱动力是通过降低表面曲率和减少表面积使系统自由能的降低，烧结过程是通过收缩完成的。
目前，国内对于汽车用高硅铝合金的研究较少，因此通过优化高硅铝合金的制备工艺，制备出性能优异的高硅铝合金，将进一步推动高硅铝合金作为结构材料在汽车领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，工艺稳定，可制备得到强度高、硬度高、韧性好，综合性能优异，在汽车领域具有很好的应用效果。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：22-25.5％、Fe：3.4-4.2％、Cu：0.6-1.1％、Zr：0.2-0.35％、Sr：0.05-0.12％、Ce：0.02-0.08％，余量为Al；
(2)冷压：将合金粉末与其质量0.7-1％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为320-340MPa；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为7.2-8.6；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，先以7-8.5℃/min的速度升温到450-470℃，保温20-30min；再以2.5-3.5℃/min的速度升温至575-600℃进行烧结，保温30-36min；然后炉冷至220-260℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在490-500℃下保温30-50min，再升温至525-535℃保温60-90min，然后先放入水中冷却，使温度降至300-350℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于180-200℃下保温3-6h，再降温至130-145℃，保温10-16h，空冷至室温，即得。
优选地，所述步骤(1)中，铝合金粉的平均粒径为65-72μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形。
优选地，所述步骤(1)中，铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：24.5％、Fe：4％、Cu：0.9％、Zr：0.28％、Sr：0.1％、Ce：0.06％，余量为Al。
优选地，所述步骤(1)中，铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：23.2％、Fe：3.6％、Cu：1％、Zr：0.3％、Sr：0.08％、Ce：0.05％，余量为Al。
优选地，所述步骤(2)中，将合金粉末与其质量0.8％的润滑剂混合均匀。
优选地，所述步骤(2)中，所述润滑剂为石蜡、乙二醇质量比4-7：1混合而成。
优选地，所述步骤(2)中，冷压压力为335MPa。
优选地，所述步骤(2)中，压制时间为2-3s。
优选地，所述步骤(4)中，烧结在管式炉中进行。管式炉的气密性好，合金的烧结效果好，合金组织较致密，残留气孔较少。
优选地，所述步骤(5)中，时效处理时，先置于200℃下保温5h，再降温至140℃，保温14h，空冷至室温。
本发明的有益效果是：
本发明采用的气雾化法制备得到快速凝固的铝合金粉，其可有效提高合金成分在基体中的固溶度，并有效地抑制初晶硅的长大和析出，同时，还可细化晶粒，从而提高高硅铝合金的综合性能。得到的快速凝固铝合金粉，其中各元素配比合理，加入的铁元素可控制晶粒长大，增强合金的高温组织稳定性及强度；加入的铜元素可有效提高铝合金的时效强度；适量的锆元素可控制晶粒尺寸，提高合金强度及韧性；加入适量的锶可增强基体强度和韧性，并能抑制初晶硅的长大，减小其粒子尺寸，改善合金的加工性能；少量的铈可细化晶粒，增加合金的综合性能。
加入适量的润滑剂可使在冷压的过程中起到减少粉末间以及粉末与模具之间摩擦力的作用。设置合理的挤压比，使密化好，残留气孔很少，析出相弥散分布于基体中，片状硅晶粒尺寸小，硅晶粒棱角分布均匀且较圆整。
在进行烧结时，先进行脱润滑剂处理，使之在后续过程中不影响铝合金的性能。然后进行烧结，烧结效果好，合金组织致密，第二相均匀弥散的分布在基体上。在进行热处理时，先进行固溶处理，使合金基体中的析出相回溶，同时控制晶粒长大，防止二次再结晶的发生。再采用水淬油冷双液淬火冷却方法，并合理设置各温度值和时间值，使铝合金的机械性能较好。在时效处理过程中，采用两级时效，硅相的形状变得较为圆整，铝合金中形成大量均匀弥散分布的强化相，对铝合金具有很好的强化效果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
实施例1：
一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：23.2％、Fe：3.6％、Cu：1％、Zr：0.3％、Sr：0.08％、Ce：0.05％，余量为Al；铝合金粉的平均粒径为70μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形；
(2)冷压：将合金粉末与其质量0.8％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为335MPa，压制时间为2.5s；润滑剂为石蜡、乙二醇质量比6：1混合而成；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为7.7；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，在管式炉中进行烧结；先以8℃/min的速度升温到465℃，保温25min；再以3.2℃/min的速度升温至590℃进行烧结，保温32min；然后炉冷至230℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在495℃下保温45min，再升温至530℃保温80min，然后先放入水中冷却，使温度降至330℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于200℃下保温5h，再降温至140℃，保温14h，空冷至室温，空冷至室温，即得。
实施例2：
一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：24.5％、Fe：4％、Cu：0.9％、Zr：0.28％、Sr：0.1％、Ce：0.06％，余量为Al；铝合金粉的平均粒径为68μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形；
(2)冷压：将合金粉末与其质量0.8％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为320-340MPa，压制时间为3s；润滑剂为石蜡、乙二醇质量比7：1混合而成；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为8；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，在管式炉中进行烧结；先以7.5℃/min的速度升温到5℃，保温26min；再以3℃/min的速度升温至580℃进行烧结，保温35min；然后炉冷至250℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在490℃下保温40min，再升温至535℃保温70min，，然后先放入水中冷却，使温度降至325℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于-200℃下保温5h，再降温至135℃，保温16h，空冷至室温，即得。
实施例3：
一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：22.5％、Fe：3.6％、Cu：0.8％、Zr：0.32％、Sr：0.1％、Ce：0.05％，余量为Al；铝合金粉的平均粒径为65μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形；
(2)冷压：将合金粉末与其质量1％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为340MPa，压制时间为2s；润滑剂为石蜡、乙二醇质量比5：1混合而成；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为8；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，在管式炉中进行烧结；先以7.5℃/min的速度升温到460℃，保温30min；再以2.5℃/min的速度升温至585℃进行烧结，保温35min；然后炉冷至240℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在500℃下保温40min，再升温至535℃保温70min，然后先放入水中冷却，使温度降至340℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于200℃下保温5h，再降温至140℃，保温13h，空冷至室温，即得。
实施例4：
一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：25.5％、Fe：3.4％、Cu：0.8％、Zr：0.25％、Sr：0.09％、Ce：0.08％，余量为Al；铝合金粉的平均粒径为65μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形；
(2)冷压：将合金粉末与其质量1％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为330MPa，压制时间为2s；润滑剂为石蜡、乙二醇质量比4：1混合而成；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为8.6；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，在管式炉中进行烧结；先以8.5℃/min的速度升温到470℃，保温25min；再以3.5℃/min的速度升温至600℃进行烧结，保温32min；然后炉冷至220℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在500℃下保温30min，再升温至530℃保温80min，然后先放入水中冷却，使温度降至320℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于200℃下保温6h，再降温至130℃，保温13h，空冷至室温，即得。
实施例5：
一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：22％、Fe：3.8％、Cu：0.6％、Zr：0.35％、Sr：0.05％、Ce：0.02％，余量为Al；铝合金粉的平均粒径为67μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形；
(2)冷压：将合金粉末与其质量0.7％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为340MPa，压制时间为2s；润滑剂为石蜡、乙二醇质量比7：1混合而成；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为7.2；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，在管式炉中进行烧结；先以7℃/min的速度升温到450℃，保温20min；再以2.5℃/min的速度升温至575℃进行烧结，保温30min；然后炉冷至240℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在490℃下保温40min，再升温至525℃保温60-90min，然后先放入水中冷却，使温度降至300℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于180℃下保温5h，再降温至145℃，保温10h，空冷至室温，即得。
实施例6：
一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：23.8％、Fe：4.2％、Cu：1.1％、Zr：0.2％、Sr：0.05-0.12％、Ce：0.05％，余量为Al；铝合金粉的平均粒径为72μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形；
(2)冷压：将合金粉末与其质量0.7-1％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为320MPa，压制时间为3s；润滑剂为石蜡、乙二醇质量比5：1混合而成；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为8；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，在管式炉中进行烧结；先以8.5℃/min
(4)烧结：在氮气保护气氛中，在管式炉中进行烧结；先以8℃/min的速度升温到455℃，保温30min；再以2.8℃/min的速度升温至580℃进行烧结，保温36min；然后炉冷至260℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在495℃下保温50min，再升温至535℃保温60min，然后先放入水中冷却，使温度降至350℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于195℃下保温3h，再降温至135℃，保温16h，空冷至室温，即得。
实施例7：
一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：24.2％、Fe：3.8％、Cu：0.9％、Zr：0.28％、Sr：0.09％、Ce：0.05％，余量为Al；铝合金粉的平均粒径为69μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形；
(2)冷压：将合金粉末与其质量0.9％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为340MPa，压制时间为2s；润滑剂为石蜡、乙二醇质量比7：1混合而成；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为7.6；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，在管式炉中进行烧结；先以8.2℃/min的速度升温到460℃，保温25min；再以3.2℃/min的速度升温至580℃进行烧结，保温33min；然后炉冷至240℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在495℃下保温45min，再升温至530℃保温80min，，然后先放入水中冷却，使温度降至320℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于200℃下保温5h，再降温至135℃，保温14h，空冷至室温，即得。
实施例8：
一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：23.2％、Fe：3.6％、Cu：1％、Zr：0.3％、Sr：0.08％、Ce：0.05％，余量为Al；铝合金粉的平均粒径为70μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形；
(2)冷压：将合金粉末与其质量0.7％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为340MPa，压制时间为3s；润滑剂为石蜡、乙二醇质量比5：1混合而成；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为7.8；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，在管式炉中进行烧结；先以8℃/min的速度升温到470℃，保温25min；再以3℃/min的速度升温至580℃进行烧结，保温35min；然后炉冷至245℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在495℃下保温40min，再升温至535℃保温80min，，然后先放入水中冷却，使温度降至350℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于200℃下保温5h，再降温至135℃，保温15h，空冷至室温，即得。
将实施例1-8中的高硅铝合金对其因硬度以及抗压强度进行测试，其具体测试值如表1所示。
表1：
维氏硬度/Hv 抗压强度/MPa
实施例1 232 562
实施例2 225 549
实施例3 205 539
实施例4 227 528
实施例5 216 542
实施例6 209 532
实施例7 221 523
实施例8 213 557
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备铝合金粉：采用气雾化法制备铝合金粉；所述铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：22-25.5％、Fe：3.4-4.2％、Cu：0.6-1.1％、Zr：0.2-0.35％、Sr：0.05-0.12％、Ce：0.02-0.08％，余量为Al；
(2)冷压：将合金粉末与其质量0.7-1％的润滑剂混合均匀，然后置于模具内，将压头压入模具，对粉末进行压实，压力为320-340MPa；
(3)挤压：将压制好的合金坯料放在挤压模具中进行挤压，挤压比为7.2-8.6；
(4)烧结：在氮气保护气氛中，先以7-8.5℃/min的速度升温到450-470℃，保温20-30min；再以2.5-3.5℃/min的速度升温至575-600℃进行烧结，保温30-36min；然后炉冷至220-260℃，出炉空冷至室温；
(5)热处理：在490-500℃下保温30-50min，再升温至525-535℃保温60-90min，然后先放入水中冷却，使温度降至300-350℃，再置于油中继续冷却至45℃以下；然后进行时效处理，先置于180-200℃下保温3-6h，再降温至130-145℃，保温10-16h，空冷至室温，即得。
2.根据权利要求1所述的汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，铝合金粉的平均粒径为65-72μm，质量分数95％的粉末粒径≤130μm，粉末形状呈不规则形+类球形+球形。
3.根据权利要求1所述的汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：24.5％、Fe：4％、Cu：0.9％、Zr：0.28％、Sr：0.1％、Ce：0.06％，余量为Al。
4.根据权利要求1所述的汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，铝合金粉含有以下重量百分比的成分：Si：23.2％、Fe：3.6％、Cu：1％、Zr：0.3％、Sr：0.08％、Ce：0.05％，余量为Al。
5.根据权利要求1所述的汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，将合金粉末与其质量0.8％的润滑剂混合均匀。
6.根据权利要求1所述的汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，所述润滑剂为石蜡、乙二醇质量比4-7：1混合而成。
7.根据权利要求1所述的汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，冷压压力为335MPa。
8.根据权利要求1所述的汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，压制时间为2-3s。
9.根据权利要求1所述的汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，烧结在管式炉中进行。
10.根据权利要求1所述的汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，时效处理时，先置于200℃下保温5h，再降温至140℃，保温14h，空冷至室温。
CN201911311172.XA 2019-12-18 2019-12-18 一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺 Withdrawn CN111471882A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911311172.XA CN111471882A (zh) 2019-12-18 2019-12-18 一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911311172.XA CN111471882A (zh) 2019-12-18 2019-12-18 一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111471882A true CN111471882A (zh) 2020-07-31

Family

ID=71746246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911311172.XA Withdrawn CN111471882A (zh) 2019-12-18 2019-12-18 一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111471882A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113802034A (zh) * 2021-08-23 2021-12-17 合肥工业大学 一种活塞用耐热铝合金、制备方法及性能

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0641666A (ja) * 1992-07-24 1994-02-15 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 靱性および疲労強度に優れた耐熱アルミニウム合金
RU2092604C1 (ru) * 1996-04-11 1997-10-10 Георгий Иосифович Эскин Гетерогенный сплав на основе алюминия
JP2005139520A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Yokohama Tlo Co Ltd Ａｌ−Ｓｉ系合金の製法
CN106555068A (zh) * 2016-11-29 2017-04-05 广东坚美铝型材厂（集团）有限公司 一种硅铝复合材料及其制备方法
CN109957684A (zh) * 2017-12-25 2019-07-02 北京有色金属研究总院 一种汽车零部件用高强耐热铝合金材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0641666A (ja) * 1992-07-24 1994-02-15 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 靱性および疲労強度に優れた耐熱アルミニウム合金
RU2092604C1 (ru) * 1996-04-11 1997-10-10 Георгий Иосифович Эскин Гетерогенный сплав на основе алюминия
JP2005139520A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Yokohama Tlo Co Ltd Ａｌ−Ｓｉ系合金の製法
CN106555068A (zh) * 2016-11-29 2017-04-05 广东坚美铝型材厂（集团）有限公司 一种硅铝复合材料及其制备方法
CN109957684A (zh) * 2017-12-25 2019-07-02 北京有色金属研究总院 一种汽车零部件用高强耐热铝合金材料的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113802034A (zh) * 2021-08-23 2021-12-17 合肥工业大学 一种活塞用耐热铝合金、制备方法及性能

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210197277A1 (en) MN-CU-Based Damping Alloy Powder For Use In Selective Laser Melting Process And Preparation Method Thereof
CN104561688A (zh) 一种耐热铸造铝合金及其重力铸造方法
CN105063438A (zh) 一种高硅铜镁系粉末冶金铝合金的制备方法
CN108251695B (zh) 一种钛铝铌锆钼合金的制备方法
CN102676958B (zh) 一种高性能粉末冶金耐热铝合金的制备方法
CN109811116B (zh) 一种耐事故包壳用FeCrAl基合金纳米晶材料的制备方法
CN107881378B (zh) 铝合金组合物、铝合金元件、通讯产品及铝合金元件的制备方法
CN104532092A (zh) 一种电磁屏蔽镁合金材料及其制备方法
CN101871067A (zh) 一种锶变质含硅高强镁合金及其制备方法
CN112779442B (zh) 一种3d打印用高强耐热铝合金粉末及其制备方法
CN115261686B (zh) 3d打印铝镁合金粉末及其制备方法与应用
CN105624536A (zh) Fe-Al-Mn-C合金的制备方法
CN103160721A (zh) 一种高硬度耐热镁合金
CN111471882A (zh) 一种汽车用快速凝固/烧结式高硅铝合金的制备工艺
CN102424927A (zh) 镁铝合金及其制备方法
CN110306084B (zh) 一种高强低摩擦低膨胀高硅铝合金及其制备方法
CN110216276B (zh) 一种粉末冶金铝基材料及其制备方法
CN109371301B (zh) 一种室温高塑性镁合金及其制备方法
CN114058914B (zh) 一种铝合金材料及其制备方法
CN105112749A (zh) 含碳化硅颗粒的镁基复合材料及其制备方法
CN113444947B (zh) 一种具有高电磁屏蔽性能的耐热镁合金及其制备方法
CN105039872A (zh) 一种耐高温高强度弹簧吊架
CN112143944B (zh) 一种石墨烯改性的硅铝复合材料的制备方法
CN109321795B (zh) 一种具有电磁屏蔽性能的镁合金
CN113718140A (zh) 一种超高性能喷射成形铝硅铁镍钒合金及其制备方法

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200731