CN113025849A - 一种高强度铝合金锭配方以及制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铝合金技术领域，尤其是一种高强度铝合金锭配方以及制备工艺；它包括：5重量％的铁、1重量％的钒、0.5重量％的锶、5重量％的铜、14体积％的陶瓷相、3重量％的镁，剩余部分为铝和杂质。改良了铝合金配方，可提高金属与陶瓷相的结合能力；通过包覆纯铝，而后淬火再电镀的方式，使得高强度铝合金表面可进行电镀且可以电镀得到较为均匀的镀层；通过特殊的电镀方式，使得铝合金锭上镀上一层镍。

Description

一种高强度铝合金锭配方以及制备工艺
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其是一种高强度铝合金锭配方以及制备工艺。
背景技术
提高铝合金的强度有多种方法，例如在铝合金内设置一定比例的陶瓷相。现有技术的不足在于：第一，陶瓷相是一种与陶瓷性能类似的物质，金属与陶瓷之间的结合能力、浸润能力稍差；第二，由于陶瓷相的存在，当采用电镀对铝合金表面进行处理时，从除油到活化再到电镀都存在不一致(表面的陶瓷相与金属的成分不同，故与酸碱、电镀液等反应速率不同)的问题，表面容易出现斑纹；第三，由于铝合金表面活化后容易氧化，故难以在它的表面电镀镍层。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种利于陶瓷相与金属结合的高强度铝合金，另外还提供包括电镀在内的铝合金锭制备、加工方法。
本发明的技术方案为：
一种高强度铝合金锭配方，它包括：
5重量％的铁、1重量％的钒、0.5重量％的锶、5重量％的铜、14体积％的陶瓷相、3重量％的镁，剩余部分为铝和杂质。镁可改善金属与陶瓷之间的润湿性能。
一种高强度铝合金的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一，胚体的制备；
步骤二，将胚体切割打磨成所需样式的铝合金锭；
步骤三，包覆铝层，淬火；
步骤四，使用冲击镍电镀液酸洗；
步骤五，不过水直接带电带酸进入电镀槽，电镀液为冲击镍电镀液，给予铝合金锭电镀电流三倍的电流冲击100秒后使用电镀电流继续电镀，直至电镀层完整后取出铝合金锭清洗即可。
具体的，所述步骤一中，胚体的制备方法为：
S1将5重量％的铁、1重量％的钒、0.5重量％的锶、5重量％的铜、14体积％的陶瓷相、3重量％的镁，剩余部分为铝的粉末原料均匀散布在粉末床上；
S2加热到高于形成铝合金胚体的液相线温度；(因为原料繁多，且具有陶瓷相，当购买不同品牌原料时可能产生不一样的液相线温度，故需要实施者自行实验得到该液相线温度)
S3形成熔融后以1000摄氏度每秒进行冷却，直至温度低于500摄氏度；
S4重复S1-S3若干次，直至得到目标尺寸的铝合金胚体。
具体的，所述步骤三中，将铝合金锭浸入纯铝熔融中后取出，664摄氏度的环境下处理1分钟。切割打磨后的铝合金锭由于表面存在少量陶瓷相，如果直接电镀或者表面处理，会产生斑点，假如该铝合金锭是作为工艺品等用途则非常不美观，故进行纯铝的包覆，从而使得表面具备普通铝制品的电镀性能而内部具备特种铝合金的强度。另外通过淬火使得铝层与铝合金锭之间产生较为完整的连接，不至于出现断层。
具体的，所述步骤四中，冲击镍电镀液的组成如下：氯化镍180克每升，盐酸120克每升，此时通过盐酸对油脂等进行清洗，另外盐酸也对铝层具有活化作用，此时需要注意的是，氯化镍溶液并不作为电镀液来使用，而且此时没有通电也难以实现电镀，氯化镍的作用是因为下一步骤中，为了减少携带有酸洗液体的铝合金锭进入电镀槽时表面的电镀液浓度发生大幅度变化，故在酸洗时就采用类似于电镀液的液体。
具体的，所述步骤五中，冲击镍电镀液的组成如下：氯化镍240克每升，盐酸80克每升，提高镍元素浓度，具有加快电镀的效果。
具体的，所述步骤五中，电镀时的电流密度控制在0.5～2A/dm2，温度20～40℃，直流电流电镀至少60分钟。
本发明的有益效果为：改良了铝合金配方，可提高金属与陶瓷相的结合能力；通过包覆纯铝，而后淬火再电镀的方式，使得高强度铝合金表面可进行电镀且可以电镀得到较为均匀的镀层；通过特殊的电镀方式，使得铝合金锭上镀上一层镍。
具体实施方式
下面结合具体实施方式作进一步说明：
按照5重量％的铁、1重量％的钒、0.5重量％的锶、5重量％的铜、14体积％的陶瓷相、3重量％的镁，剩余部分为铝和杂质的配方进行物理称取。
S1将5重量％的铁、1重量％的钒、0.5重量％的锶、5重量％的铜、14体积％的陶瓷相、3重量％的镁，剩余部分为铝的粉末原料均匀散布在粉末床上；
S2加热到高于形成铝合金胚体的液相线温度；(因为原料繁多，且具有陶瓷相，当购买不同品牌原料时可能产生不一样的液相线温度，故需要实施者自行实验得到该液相线温度)
S3形成熔融后以1000摄氏度每秒进行冷却，直至温度低于500摄氏度；
S4重复S1-S3若干次，直至得到目标尺寸的铝合金胚体。
将胚体切割打磨成所需样式的铝合金锭，具体来说切割成矩形体较为容易进行后续加工，矩形的成品也便于运用在工艺品、机械设备等方面(例如可以作为户外雕塑的基座，质轻且耐酸雨；可以作为运输腌制品辊道的辊子，质轻、耐盐、易清洗、耐冷耐热)。
将铝合金锭浸入纯铝熔融中后取出，664摄氏度的环境下处理1分钟。本次操作将纯铝层控制在0.5-1毫米之间。
使用冲击镍电镀液酸洗，此次冲击镍电镀液的组成如下：氯化镍180克每升，盐酸120克每升。
不过水直接带电带酸进入电镀槽，电镀液为冲击镍电镀液，给予铝合金锭电镀电流三倍的电流冲击100秒后使用电镀电流继续电镀，直至电镀层完整后取出铝合金锭清洗即可。此次冲击镍电镀液的组成如下：氯化镍240克每升，盐酸80克每升。
电镀时的电流密度控制在0.5～2A/dm2，温度20～40℃，直流电流电镀至少60分钟。也就是说冲击电流应该为1.5～6A/dm2。
成果验收：
将成品至于热水池中加热12小时，未发现镀层起泡或者脱皮或者破裂。
采用冷热循环试验，将试样放在100℃的烘箱内恒温2小时，取出后在冷水中急冷，未见镀层起皮脱落现象。
放大镜观察，无起泡现象。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种高强度铝合金锭配方，它包括：
5重量％的铁、1重量％的钒、0.5重量％的锶、5重量％的铜、14体积％的陶瓷相、3重量％的镁，剩余部分为铝和杂质。
2.一种高强度铝合金的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一，胚体的制备；
步骤二，将胚体切割打磨成所需样式的铝合金锭；
步骤三，包覆铝层，淬火；
步骤四，使用冲击镍电镀液酸洗；
步骤五，不过水直接带电带酸进入电镀槽，电镀液为冲击镍电镀液，给予铝合金锭电镀电流三倍的电流冲击100秒后使用电镀电流继续电镀，直至电镀层完整后取出铝合金锭清洗即可。
3.根据权利要求2所述的一种高强度铝合金的制备工艺，其特征在于：所述步骤一中，胚体的制备方法为：
S1将5重量％的铁、1重量％的钒、0.5重量％的锶、5重量％的铜、14体积％的陶瓷相、3重量％的镁，剩余部分为铝的粉末原料均匀散布在粉末床上；
S2加热到高于形成铝合金胚体的液相线温度；
S3形成熔融后以1000摄氏度每秒进行冷却，直至温度低于500摄氏度；
S4重复S1-S3若干次，直至得到目标尺寸的铝合金胚体。
4.根据权利要求3所述的一种高强度铝合金的制备工艺，其特征在于：所述步骤三中，将铝合金锭浸入纯铝熔融中后取出，664摄氏度的环境下处理1分钟。
5.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金的制备工艺，其特征在于：所述步骤四中，冲击镍电镀液的组成如下：氯化镍180克每升，盐酸120克每升。
6.根据权利要求5所述的一种高强度铝合金的制备工艺，其特征在于：所述步骤五中，冲击镍电镀液的组成如下：氯化镍240克每升，盐酸80克每升。
7.根据权利要求6所述的一种高强度铝合金的制备工艺，其特征在于：所述步骤五中，电镀时的电流密度控制在0.5～2A/dm2，温度20～40℃，直流电流电镀至少60分钟。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102560579A (zh) * 2011-12-10 2012-07-11 中国振华集团永光电子有限公司 一种硅铝合金电镀镍的方法
CN109072349A (zh) * 2016-04-07 2018-12-21 奥科宁克有限公司 含铁、硅、钒和铜并且其中具有较大体积的陶瓷相的铝合金

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