CN112063896A - 一种高性能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性能铝合金，所含成分按重量百分数计为：Si：2.6％‑4.2％；Fe：5.5‑6.5％；Cu：3.5‑4.5％；Mn：0.1％‑0.5％；Mg：2.5‑3.5％；Cr：≤0.05％；Sn：0.08％‑0.3％；余量为Al及不可避免的杂质，所述不可避免的杂质为Sr≤0.002％、Ti≤0.01％、B≤0.002％；一种高性能铝合金及其制备方法，包括以下步骤：S1：按成分配比取铝锭、铝中间合金锭、镁锭和锰剂；本发明通过调整硅铝合金元素比例及改进方法，使得制备的新型硅铝合金具有更高的抗拉强度及更高的硬度；在加工生产时，提升铝合金熔体纯净度，并通过均匀加热和热轧处理，减少固体夹渣物，使成品的强度和延伸率更高，且铝合金的表面均匀光洁、平整、耐腐蚀性能良好。

Description

一种高性能铝合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种高性能铝合金及其制备方法。
背景技术
铝合金以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。有较高的强度，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。
专利号为CN201910235828.8公开了一种高性能铝合金及其制备方法，包括以下重量百分比的成分：Zn：11.2～13.6％，Mg：1.2～1.8％，Cu：0.2～2.6％，Zr：0.08～0.25％，Cr：0.04～0.36％，Mn：0.05～0.3％，Ti：0.02～0.06％，Fe：0～0.15％，Si：0～0.10％，W：0.05～0.2％，Ce：0.15～2.0％，其余为Al和其他不可避免的杂质元素，该方法制得的铝合金的表面易出现冷隔，裂纹以及强度和延伸率不足等不良现象，严重影响尾罩壳体生产，急需进行改进和完善，因此，亟需设计一种高性能铝合金及其制备方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高性能铝合金及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高性能铝合金，所含成分按重量百分数计为：Si：2.6％-4.2％；Fe：5.5-6.5％；Cu：3.5-4.5％；Mn：0.1％-0.5％；Mg：2.5-3.5％；Cr：≤0.05％；Sn：0.08％-0.3％；余量为Al及不可避免的杂质。
进一步地，所述不可避免的杂质为Sr≤0.002％、Ti≤0.01％、B≤0.002％。
进一步地，所述铝合金所含元素成分的质量百分比组成为：Si：2.6％；Fe：5.5％；Cu：3.5％；Mn：0.1％；Mg：2.5％；Cr：0.05％；Sn：0.08％；余量为Al及Sr：0.001％、Ti：0.01％、B：0.002％。
进一步地，所述铝合金所含元素成分的质量百分比组成为：Si：4.2％；Fe：6.5％；Cu：4.5％；Mn：0.5％；Mg：3.5％；Cr：0.05％；Sn：0.3％；余量为Al及Sr：0.002％、Ti：0.005％、B：0.001％。
进一步地，所述铝合金所含元素成分的质量百分比组成为：Si：3.1％；Fe：6.2％；Cu：4.1％；Mn：0.3％；Mg：3％；Cr：0.03％；Sn：0.2％；余量为Al及Sr：0.002％、Ti：0.01％、B：0.002％。
一种高性能铝合金及其制备方法，包括以下步骤：
S1：按成分配比取铝锭、铝中间合金锭、镁锭和锰剂，将其在熔炼、保温静置过程中进行多道次精炼除气和多级过滤，以提高熔体纯净度，再进行半连续铸造；
S2：对铸造后的铸锭经锯切、铣面后，于480-580℃保温进行均匀化热处理；
S3：出炉热轧，通过轧制工艺将铸锭热加工成预加工工件；
S4：对工件进行固溶热处理；
S5：淬火。
进一步地，所述S3中热轧厚度为2.0-10.0mm，热轧终轧温度为300-350℃。
进一步地，所述S4中固溶热处理工艺包括第一段加热和第二段加热；第一段加热的工艺条件是：温度：450℃至500℃；时间：1至2h；第二段加热的工艺条件是：温度：110℃至130℃；时间：3至5h。
本发明的有益效果为：
1.本发明通过调整硅铝合金元素比例及改进方法，使得制备的新型硅铝合金具有更高的抗拉强度及更高的硬度。
2.本发明在加工生产时，提升铝合金熔体纯净度，并通过均匀加热和热轧处理，减少固体夹渣物，使成品的强度和延伸率更高，且铝合金的表面均匀光洁、平整、耐腐蚀性能良好。
附图说明
图1为本发明提出的一种高性能铝合金制备步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请同时参见图1，一种高性能铝合金，其特征在于，所含成分按重量百分数计为：Si：2.6％；Fe：5.5％；Cu：3.5％；Mn：0.1％；Mg：2.5％；Cr：0.05％；Sn：0.08％；余量为Al及不可避免的杂质。
进一步地，所述不可避免的杂质为Sr：0.001％、Ti：0.01％、B：0.002％。
一种高性能铝合金的制备方法，包括以下步骤：
S1：按成分配比取铝锭、铝中间合金锭、镁锭和锰剂，将其在熔炼、保温静置过程中进行多道次精炼除气和多级过滤，以提高熔体纯净度，再进行半连续铸造；
S2：对铸造后的铸锭经锯切、铣面后，于480℃保温进行均匀化热处理；
S3：出炉热轧，通过轧制工艺将铸锭热加工成预加工工件；
S4：对工件进行固溶热处理；
S5：淬火。
进一步地，所述S3中热轧厚度为3.0mm，热轧终轧温度为300℃。
进一步地，所述S4中固溶热处理工艺包括第一段加热和第二段加热；第一段加热的工艺条件是：温度：450℃；时间：1h；第二段加热的工艺条件是：温度：110℃；时间：3h。
实施例2
请同时参见图1，一种高性能铝合金，其特征在于，所含成分按重量百分数计为：Si：4.2％；Fe：6.5％；Cu：4.5％；Mn：0.5％；Mg：3.5％；Cr：0.05％；Sn：0.3％；余量为Al及不可避免的杂质。
进一步地，所述不可避免的杂质为Sr：0.002％、Ti：0.005％、B：0.001％。
一种高性能铝合金的制备方法，包括以下步骤：
S1：按成分配比取铝锭、铝中间合金锭、镁锭和锰剂，将其在熔炼、保温静置过程中进行多道次精炼除气和多级过滤，以提高熔体纯净度，再进行半连续铸造；
S2：对铸造后的铸锭经锯切、铣面后，于500℃保温进行均匀化热处理；
S3：出炉热轧，通过轧制工艺将铸锭热加工成预加工工件；
S4：对工件进行固溶热处理；
S5：淬火。
进一步地，所述S3中热轧厚度为5mm，热轧终轧温度为325℃。
进一步地，所述S4中固溶热处理工艺包括第一段加热和第二段加热；第一段加热的工艺条件是：温度：480℃；时间：1.5h；第二段加热的工艺条件是：温度：120℃；时间：4h。
实施例3
请同时参见图1，一种高性能铝合金，其特征在于，所含成分按重量百分数计为：Si：3.1％；Fe：6.2％；Cu：4.1％；Mn：0.3％；Mg：3％；Cr：0.03％；Sn：0.2％；余量为Al及不可避免的杂质。
进一步地，所述不可避免的杂质为Sr：0.002％、Ti：0.01％、B：0.002％。
一种高性能铝合金的制备方法，包括以下步骤：
S1：按成分配比取铝锭、铝中间合金锭、镁锭和锰剂，将其在熔炼、保温静置过程中进行多道次精炼除气和多级过滤，以提高熔体纯净度，再进行半连续铸造；
S2：对铸造后的铸锭经锯切、铣面后，于580℃保温进行均匀化热处理；
S3：出炉热轧，通过轧制工艺将铸锭热加工成预加工工件；
S4：对工件进行固溶热处理；
S5：淬火。
进一步地，所述S3中热轧厚度为10.0mm，热轧终轧温度为350℃。
进一步地，所述S4中固溶热处理工艺包括第一段加热和第二段加热；第一段加热的工艺条件是：温度：500℃；时间：2h；第二段加热的工艺条件是：温度：130℃；时间：5h。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高性能铝合金，其特征在于，所含成分按重量百分数计为：Si：2.6％-4.2％；Fe：5.5-6.5％；Cu：3.5-4.5％；Mn：0.1％-0.5％；Mg：2.5-3.5％；Cr：≤0.05％；Sn：0.08％-0.3％；余量为Al及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高性能铝合金，其特征在于，所述不可避免的杂质为Sr≤0.002％、Ti≤0.01％、B≤0.002％。
3.根据权利要求2所述的一种高性能铝合金，其特征在于，所述铝合金所含元素成分的质量百分比组成为：Si：2.6％；Fe：5.5％；Cu：3.5％；Mn：0.1％；Mg：2.5％；Cr：0.05％；Sn：0.08％；余量为Al及Sr：0.001％、Ti：0.01％、B：0.002％。
4.根据权利要求2所述的一种高性能铝合金，其特征在于，所述铝合金所含元素成分的质量百分比组成为：Si：4.2％；Fe：6.5％；Cu：4.5％；Mn：0.5％；Mg：3.5％；Cr：0.05％；Sn：0.3％；余量为Al及Sr：0.002％、Ti：0.005％、B：0.001％。
5.根据权利要求2所述的一种高性能铝合金，其特征在于，所述铝合金所含元素成分的质量百分比组成为：Si：3.1％；Fe：6.2％；Cu：4.1％；Mn：0.3％；Mg：3％；Cr：0.03％；Sn：0.2％；余量为Al及Sr：0.002％、Ti：0.01％、B：0.002％。
6.根据权利要求1-5所述的一种高性能铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按成分配比取铝锭、铝中间合金锭、镁锭和锰剂，将其在熔炼、保温静置过程中进行多道次精炼除气和多级过滤，以提高熔体纯净度，再进行半连续铸造；
S2：对铸造后的铸锭经锯切、铣面后，于480-580℃保温进行均匀化热处理；
S3：出炉热轧，通过轧制工艺将铸锭热加工成预加工工件；
S4：对工件进行固溶热处理；
S5：淬火。
7.根据权利要求6所述的一种高性能铝合金的制备方法，其特征在于，所述S3中热轧厚度为2.0-10.0mm，热轧终轧温度为300-350℃。
8.根据权利要求6所述的一种高性能铝合金的制备方法，其特征在于，所述S4中固溶热处理工艺包括第一段加热和第二段加热；第一段加热的工艺条件是：温度：450℃至500℃；时间：1至2h；第二段加热的工艺条件是：温度：110℃至130℃；时间：3至5h。
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