CN112853170A - 一种高强高韧铝合金及其制备方法 - Google Patents

一种高强高韧铝合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112853170A
CN112853170A CN202110009836.8A CN202110009836A CN112853170A CN 112853170 A CN112853170 A CN 112853170A CN 202110009836 A CN202110009836 A CN 202110009836A CN 112853170 A CN112853170 A CN 112853170A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum alloy
percent
preparation
alloy
equal
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
CN202110009836.8A
Other languages
English (en)
Inventor
范卫忠
闫俊
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.)
Huajin New Materials Research Institute Guangzhou Co ltd
Original Assignee
Huajin New Materials Research Institute Guangzhou 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 Huajin New Materials Research Institute Guangzhou Co ltd filed Critical Huajin New Materials Research Institute Guangzhou Co ltd
Priority to CN202110009836.8A priority Critical patent/CN112853170A/zh
Publication of CN112853170A publication Critical patent/CN112853170A/zh
Pending 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
    • 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
    • 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
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明属于铝合金技术领域，公开了一种高强高韧铝合金及其制备方法，包括，其特征在于：所述铝合金的主要成分为Si、Mg、Mn、Ti、Sr、Fe和Al；按质量百分比计，所述铝合金内各成分为：Si:10％～11％，Mg:0.2～0.6％，Mn:0.30～0.60％，Ti≤0.15％，Sr≤0.05％，Fe≤0.11％，余量为Al；制备方法包括合金原材料的配料、原材料的熔化作业、两次精炼作业、品质确认、静置和在线处理等步骤，本发明通过优化材料成分以及熔炼、热处理等工艺技术提高材料本身的强度和韧性，其中经热处理该铝合金的抗拉强度≥320MPa，屈服强度≥250MPa，相比于现有的汽车用铝合金材料，具有强度更高、韧性更好、质量更轻的效果，有效满足于市场中轻量化汽车制造的需要。

Description

一种高强高韧铝合金及其制备方法
技术领域
本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种高强高韧铝合金及其制备方法。
背景技术
我国已成为全球最大的汽车生产国，2018年我国汽车销量2808.06万辆，连续十年蝉联全球销量第一。
汽车进入千家万户，大量的化石能源被消耗，减少能源消耗则尤为重要，节能减排促使汽车向轻量化方向发展，以铝代钢，用高强高韧的新材料代替沉重的旧材料；
现在汽车领域中常用的铝结构牌号有ADC12、A380、A356.2、319、354等，这些材料结合不同的加工工艺代替沉重的钢材，以ADC12为例，抗拉强度≥241mPa(压铸状态)，仍存在强度较低，无法满足进一步实现汽车轻量化及节能减排的需要，因而，急需开发一种高强高韧的新型铝合金材料以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强高韧铝合金及其制备方法，以解决市场现有的铝合金材料无法有效满足进一步实现汽车轻量化及节能减排的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强高韧铝合金，包括，其特征在于：所述铝合金的主要成分为Si、Mg、Mn、Ti、Sr、Fe和Al。
优选的，按质量百分比计，所述铝合金内各成分为：Si:10％～11％，Mg:0.2～0.6％，Mn:0.30～0.60％，Ti≤0.15％，Sr≤0.05％，Fe≤0.11％，余量为Al。
一种高强高韧铝合金及其制备方法，其特征在于，制备方法如下：
(1)进行原材料的配料：在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，例如Si：10％，Mg：0.4％，Mn:0.55％，Ti：0.1％，Sr：0.03％，Fe≤0.11％，再根据需要配制的合金总量，例如1000kg，推算出所需的每种单质金属的质量，编制合金生产配料表，并按配料表进行备料；(2)对原材料进行熔化作业：将步骤(1)备料的各原料加入熔炼炉内进行熔炼，原料添加顺序如下：a,Al；b,Si、Mn、Ti；熔炼温度限定于800℃-850℃；(3)合金熔体温度回落至700℃时，按步骤(1)中的比例投入Mg，搅拌均匀；(4)对步骤(3)融合所得的新合金熔体进行精炼作业，精炼温度限定于700℃-750℃；(5)向精炼后的合金熔体内添加Sr，并进行二次精炼；(6)精炼后对制品品质进行确认，确认方式包括目测和取样检测；(7)静置制品，并对制品在线进行处理。
优选的，步骤(2)中的Mn、Ti均以添加剂或中间合金的方式进行添加。
优选的，步骤(5)中的Sr以铝锶中间合金的形式加入，且二次精炼采用气体精炼的方式。
优选的，所述铝合金内各成分含量为Si:100kg，Mg:4kg，Mn:5.5kg，Ti：1kg，Sr：0.3kg，Fe≤1.1kg，Al：888.1kg。
优选的，熔炼反射炉采用25T-25T子母式连续熔炼反射炉，并使用天然气进行燃烧熔炼。
优选的，在步骤(6)中静置后得到铝锭与铝液两种制品，其中铝锭处理包括GBF除气、铸锭、成品检验、包装入库、存储和交付；铝液处理包括烘包、铝液装包、捞渣除气、成品检验和交付。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明中通过优化材料成分以及熔炼、液态模锻铸造热处理等工艺技术提高材料本身的强度和韧性，其中经热处理该铝合金的抗拉强度≥320MPa，屈服强度≥250MPa，相比于现有的汽车用铝合金材料，具有强度更高、韧性更好、质量更轻的效果，有效满足于市场中轻量化汽车制造的需要，进一步达到节能减排的效果。
具体实施方式
下面将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。
本发明提供如下技术方案：一种高强高韧铝合金，包括，其特征在于：所述铝合金的主要成分为Si、Mg、Mn、Ti、Sr、Fe和Al。
本发明中，优选的，按质量百分比计，所述铝合金内各成分为：Si:10％～11％，Mg:0.2～0.6％，Mn:0.30～0.60％，Ti≤0.15％，Sr≤0.05％，Fe≤0.11％，余量为Al。
一种高强高韧铝合金及其制备方法，其特征在于，制备方法如下：
(1)进行原材料的配料：在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，例如Si：10％，Mg：0.4％，Mn:0.55％，Ti：0.1％，Sr：0.03％，Fe≤0.11％，再根据需要配制的合金总量，例如1000kg，推算出所需的每种单质金属的质量，编制合金生产配料表，并按配料表进行备料；
上述步骤(1)中各原料含量如下：Si:100kg，Mg:4kg，Mn:5.5kg，Ti：1kg，Sr：0.3kg，Fe≤1.1kg，Al：888.1kg；
其中Mn和Ti均以添加剂或中间合金的方式进行添加；Sr则以铝锶中间合金的形式进行添加，因而在备料时需要确认铝锶中间合金内铝、锶的实际含量，例如：采用配比为1:10的铝锶中间合金时，其备料配方则为Sr(中间合金)：3kg，Al(纯铝)：886.5kg；
(2)对原材料进行熔化作业：将步骤(1)备料的各原料加入熔炼炉内进行熔炼；
上述步骤(2)中各原料按如下顺序进行熔炼：a,首先向熔炼炉内添加Al，Al为铝锭或熔融铝液，加热熔炼使之完全熔化；b,然后再按上述配方比例加入Si、Mn、Ti，搅拌均匀；并且上述整体熔炼温度限定于800℃-850℃；
(3)步骤(2)熔炼后所得的合金熔体温度回落至700℃时，按步骤(1)中的比例投入Mg，搅拌均匀；
(4)对步骤(3)融合所得的新合金熔体进行精炼作业，精炼温度限定于700℃-750℃；
(5)向精炼后的合金熔体内添加Sr，并进行二次精炼；由于上述步骤(1)中指出Sr以铝锶中间合金的形式进行添加，因而限定二次精炼的方式为气体精炼；
(6)精炼后对制品品质进行确认，确认方式包括目测和取样检测；
(7)静置制品，并对制品在线进行处理。
本发明中，优选的，熔炼反射炉采用25T-25T子母式连续熔炼反射炉，并使用天然气进行燃烧熔炼。
本发明中，优选的，在步骤(6)中静置后得到铝锭与铝液两种制品；
A、铝锭处理包括GBF除气、铸锭、成品检验、包装入库、存储和交付；
其中GBF除气操作使得惰性气体气流旋转喷出，能有效将铝液里面的杂质除去，因而同步完成除气、除渣处理；
成品检验则包括结晶状态检测、物理性能检测、材料成分检测和硬度检测，对应检测仪器分别为金相显微镜、拉力检测机、直读光谱仪和布洛维硬度计；
B、铝液处理包括烘包、铝液装包、捞渣除气、成品检验和交付；
其中成品检验包括含渣量检测和含氢量检测，采用的检测仪器分别为K模和测氢仪；
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 (8)

1.一种高强高韧铝合金，包括，其特征在于：所述铝合金的主要成分为Si、Mg、Mn、Ti、Sr、Fe和Al。
2.根据权利要求1所述的一种高强高韧铝合金，其特征在于：按质量百分比计，所述铝合金内各成分为：Si:10％～11％，Mg:0.2～0.6％，Mn:0.30～0.60％，Ti≤0.15％，Sr≤0.05％，Fe≤0.11％，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的一种高强高韧铝合金及其制备方法，其特征在于，制备方法如下：
(1)进行原材料的配料：在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，例如Si：10％，Mg：0.4％，Mn:0.55％，Ti：0.1％，Sr：0.03％，Fe≤0.11％，再根据需要配制的合金总量，例如1000kg，推算出所需的每种单质金属的质量，编制合金生产配料表，并按配料表进行备料；
(2)对原材料进行熔化作业：将步骤(1)备料的各原料加入熔炼炉内进行熔炼，原料添加顺序如下：a,Al；b,Si、Mn、Ti；熔炼温度限定于800℃-850℃；
(3)合金熔体温度回落至700℃时，按步骤(1)中的比例投入Mg，搅拌均匀；
(4)对步骤(3)融合所得的新合金熔体进行精炼作业，精炼温度限定于700℃-750℃；
(5)向精炼后的合金熔体内添加Sr，并进行二次精炼；
(6)经上述精炼后对制品品质进行确认，确认方式包括目测和取样检测；
(7)静置制品，并对制品在线进行处理。
4.根据权利要求3所述的一种高强高韧铝合金及其制备方法，其特征在于：步骤(2)中的Mn、Ti均以添加剂或中间合金的方式进行添加。
5.根据权利要求3所述的一种高强高韧铝合金及其制备方法，其特征在于：步骤(5)中的Sr以铝锶中间合金的形式加入，且二次精炼采用气体精炼的方式。
6.根据权利要求3所述的一种高强高韧铝合金及其制备方法，其特征在于：所述铝合金内各成分含量为Si:100kg，Mg:4kg，Mn:5.5kg，Ti：1kg，Sr：0.3kg，Fe≤1.1kg，Al：888.1kg。
7.根据权利要求1所述的一种高强高韧铝合金及其制备方法，其特征在于：熔炼反射炉采用25T-25T子母式连续熔炼反射炉，并使用天然气进行燃烧熔炼。
8.根据权利要求1所述的一种高强高韧铝合金及其制备方法，其特征在于：在步骤(6)中静置后得到铝锭与铝液两种制品，其中铝锭处理包括GBF除气、铸锭、成品检验、包装入库、存储和交付；铝液处理包括烘包、铝液装包、捞渣除气、成品检验和交付。
CN202110009836.8A 2021-01-05 2021-01-05 一种高强高韧铝合金及其制备方法 Pending CN112853170A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110009836.8A CN112853170A (zh) 2021-01-05 2021-01-05 一种高强高韧铝合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110009836.8A CN112853170A (zh) 2021-01-05 2021-01-05 一种高强高韧铝合金及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112853170A true CN112853170A (zh) 2021-05-28

Family

ID=76004039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110009836.8A Pending CN112853170A (zh) 2021-01-05 2021-01-05 一种高强高韧铝合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112853170A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115044810A (zh) * 2022-06-17 2022-09-13 大连科天新材料有限公司 一种铝合金及其制备方法、汽车用材料
CN115927926A (zh) * 2022-11-30 2023-04-07 重庆剑涛铝业有限公司 一种高塑性车体结构铝合金及其制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201687590U (zh) * 2009-12-25 2010-12-29 江苏圆通汽车零部件有限责任公司 一种柴油机机体
KR20110065122A (ko) * 2009-12-09 2011-06-15 현대자동차주식회사 고진공 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물
KR20120108727A (ko) * 2011-03-25 2012-10-05 깁스코리아다이캐스팅 유한회사 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 이를 이용한 자동차용 알루미늄 서브프레임
CN104561690A (zh) * 2015-01-26 2015-04-29 上海交通大学 高塑性铸造铝合金及其挤压铸造制备方法
CN105420558A (zh) * 2014-08-26 2016-03-23 宁波市鄞州兴达旅游用品厂 一种铝合金板材
CN106041016A (zh) * 2016-07-15 2016-10-26 佛山市南海奔达模具有限公司 一种汽车铝合金脚踏板的成形工艺及模具
CN106636788A (zh) * 2016-11-15 2017-05-10 扬州嵘泰工业发展有限公司 铝硅合金车身支架及其高压真空压铸制备方法
CN110541094A (zh) * 2019-09-30 2019-12-06 中信戴卡股份有限公司 一种压铸铝合金及车用部件
CN110629080A (zh) * 2019-10-30 2019-12-31 江西江铃集团新能源汽车有限公司 一种减震塔的铸造方法
CN110629079A (zh) * 2019-10-25 2019-12-31 江苏铭利达科技有限公司 用于新能源汽车的铝合金材料
CN111254325A (zh) * 2020-01-22 2020-06-09 保定隆达铝业有限公司 一种薄壁结构件铸造用高性能铝合金及其制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110065122A (ko) * 2009-12-09 2011-06-15 현대자동차주식회사 고진공 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성물
CN201687590U (zh) * 2009-12-25 2010-12-29 江苏圆通汽车零部件有限责任公司 一种柴油机机体
KR20120108727A (ko) * 2011-03-25 2012-10-05 깁스코리아다이캐스팅 유한회사 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 이를 이용한 자동차용 알루미늄 서브프레임
CN105420558A (zh) * 2014-08-26 2016-03-23 宁波市鄞州兴达旅游用品厂 一种铝合金板材
CN104561690A (zh) * 2015-01-26 2015-04-29 上海交通大学 高塑性铸造铝合金及其挤压铸造制备方法
CN106041016A (zh) * 2016-07-15 2016-10-26 佛山市南海奔达模具有限公司 一种汽车铝合金脚踏板的成形工艺及模具
CN106636788A (zh) * 2016-11-15 2017-05-10 扬州嵘泰工业发展有限公司 铝硅合金车身支架及其高压真空压铸制备方法
CN110541094A (zh) * 2019-09-30 2019-12-06 中信戴卡股份有限公司 一种压铸铝合金及车用部件
CN110629079A (zh) * 2019-10-25 2019-12-31 江苏铭利达科技有限公司 用于新能源汽车的铝合金材料
CN110629080A (zh) * 2019-10-30 2019-12-31 江西江铃集团新能源汽车有限公司 一种减震塔的铸造方法
CN111254325A (zh) * 2020-01-22 2020-06-09 保定隆达铝业有限公司 一种薄壁结构件铸造用高性能铝合金及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
尚玉润: "《铸造有色合金及其熔炼》", 31 May 1992, 机械工业出版社 *
胡树长，田龙文: "《铝制品生产》", 31 March 1978, 轻工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115044810A (zh) * 2022-06-17 2022-09-13 大连科天新材料有限公司 一种铝合金及其制备方法、汽车用材料
CN115927926A (zh) * 2022-11-30 2023-04-07 重庆剑涛铝业有限公司 一种高塑性车体结构铝合金及其制备方法
CN115927926B (zh) * 2022-11-30 2024-01-30 重庆剑涛铝业有限公司 一种高塑性车体结构铝合金及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103205614B (zh) 一种6063铝合金材料的生产工艺
CN110408803B (zh) 一种用于镍基高温合金母合金的纯净化熔炼方法
CN102925722B (zh) 电铝热法冶炼钒铝合金的方法
CN102373350B (zh) 高端轿车轮毂专用铝硅镁合金制备方法
CN100507036C (zh) 基于铝热还原-真空感应熔炼制备高钛铁的方法
CN1686666A (zh) 大型高铬钢冷轧辊辊坯的生产方法
CN110592506A (zh) 一种gh4780合金坯料和锻件及其制备方法
CN103045928A (zh) 电铝热法生产钒铁的方法
CN102277534A (zh) 气瓶用热轧型钢及其生产方法
CN108531755B (zh) 一种高铝型高温合金gh6783的真空感应炉冶炼工艺
CN112853170A (zh) 一种高强高韧铝合金及其制备方法
CN103276264A (zh) 一种低成本热强变形镁合金及其制备方法
CN102534315A (zh) 一种铝钼中间合金及其制备方法
CN102994835A (zh) 一种耐热镁合金
CN106435223A (zh) 利用倾翻炉电铝热法制备低铝中钒铁的制备方法
CN109252073A (zh) 高强韧性铝合金航天材料及其制备方法
CN107964599B (zh) 能够提高钒收率的直筒炉钒铁冶炼方法
CN102534316A (zh) 一种铝钼钨钛中间合金及其制备方法
CN114231802A (zh) 锻造铝合金轮毂用稀土铝合金棒材及其制备方法
CN115074584A (zh) 一种压铸铝合金及其制备方法
CN101871068B (zh) 一种含锡与铝的高强度高塑性镁合金及其制备方法
CN110564993A (zh) 一种高性能汽车压铸件铝合金材料及其制备方法
CN101181745B (zh) 一种钛合金铸锭的制备方法
CN102560213A (zh) 一种铝铌中间合金及其制备方法
CN105420577A (zh) 一种高强度的镁合金及其制备方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210528

RJ01 Rejection of invention patent application after publication