CN1772933A

CN1772933A - 一种高速易切削铝合金及其制备方法

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Publication number: CN1772933A
Application number: CN 200410088912
Authority: CN
Inventors: 卫品官
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2024-11-09
Also published as: CN100443611C

Abstract

本发明的高速易切削铝合金及其制备方法属于一种铝合金材料，克服了现有铝合金的高速切削缺陷，采用在铝合金中加入Fe 0.7－7.0％、Bi 0.2－5.0％，或Fe 0.7－7.0％、Pb 0.2－5.0％，或Fe 0.9－7.0％、Bi 0.2－5.0％和Pb0.2－5.0％制备高速易切削铝合金，可以快速、大批量地加工铝合金零件，具有良好的切削加工性能，提高了高速切削效率。

Description

一种高速易切削铝合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种适合高速易切削的铝合金材料。

背景技术

目前，公知的易切削铝合金都是国外的牌号，如：2011、2005、2007、6262、4104等。这些铝合金相对于一般的铝合金其切削性能是有所提高，但是在高速切削和大批量加工零件方面，其切削性能尚欠不够，最明显的缺点为粘刀现象。为了提高加工零件的效率，必须克服这一缺点。另一方面，目前切削加工性能最好的合金是易切削铅黄铜，所以目前有很多五金零件都是用易切削的铅黄铜加工。同样加工打火机里的底座，每分钟：2011铝合金可以加工20个，易切削黄铜可加工35个。但是铝的比重约为铜的三分之一，因此从加工成的零件重量和节约资源上说，选用铝要优于铜。

因此，目前需要制备一种高速易切削铝合金以满足市场需求。

发明内容

本发明为了解决上述铝合金材料的切削性能缺陷和粘刀现象，提出了一种高速易切削铝合金，其切削性能和易切削铅黄铜相当，在某些方面更优于易切削铅黄铜。

一种高速易切削铝合金，其特征在于它含有重量百分比为0.7-7.0％的铁。

本发明的高速易切削铝合金，除含有铁外，还含有重量百分比为0.2-5.0％的Bi。

本发明的高速易切削铝合金，除含有铁外，还可以含有重量百分比为0.2-5.0％的Pb。

本发明的高速易切削铝合金，除含有铁外，还可以同时含有重量百分比为0.2-5.0％的Pb和重量百分比为0.2-5.0％的Bi。

本发明的高速易切削铝合金，优选含有下述重量百分比的元素：Fe0.9-7.0％、Bi 0.2-5.0％和Pb 0.2-5.0％。

本发明的高速易切削铝合金由下述制备方法制成：

(1)熔炼：将铝合金原材料加热至780～800℃，加入铁，搅拌均匀，然后加入铅，或铋，或铅和铋，搅拌均匀；

(2)铸坯：在加入铅，或铋，或铅和铋后8-12分钟内，在浇注温度为740～760℃下进行浇注，制成挤压坯料或轧制坯料；

(3)济压成型或轧制成型：根据预制零件形状进行挤压成型或轧制成型；

(4)热处理：将步骤(3)成型的材料进行热处理，制得本发明的高速易切削铝合金。

步骤(1)中所述的铝合金原材料优选为2xxx系、3xxx系、4xxx系、5xxx系、6xxx系、7xxx系、8xxx系铝合金。

步骤(4)中所述的热处理优选为T3、T4、T5、T6或T8热处理。

铅和铋是易切削铝合金的添加元素，加入到铝合金中能提高铝合金的切削加工性能，同时加入铁，能有效地防止切削加工过程中的粘刀现象，使切削性能得到更大的改善。

关于步骤(1)中的熔炼设备：现今常用的各种铝合金熔炼炉都可以熔炼。如：电炉(电阻反射炉、感应加热炉)，火焰炉(间接加热炉、直接式加热炉)。

熔炼工艺跟通常的铝合金熔炼相似，也需要注意熔炼温度、浇注温度、除气、除渣和保证炉内的成分均匀性。需要注意的是：因为加入了铁，所以熔炼温度比一般的铝合金熔炼温度高。铅和铋在浇注前10分钟左右加入，并搅拌均匀，同时控制浇注温度，以避免严重的偏析。

为了满足铝合金零件形状、尺寸和性能一定的需要，通过挤压或轧制成型，最大程度地和零件相似，以便减少切削加工量，提高材料的利用率。

为了使铝合金的切削加工性能充分发挥，进行热处理，铝合金经过固溶处理后，在保证切削加工性能的条件下，还可以得到相应的综合性能。

本发明制得高速易切削铝合金可直接供机械加工使用。用本发明制得的铝合金，特别适合高速切削，其不粘刀，断屑方便，可以干切削，尺寸精度高，表面光洁，钻孔、攻丝都很方便，在高速切削情况下，能很顺利地进行钻小孔(Φ0.5)。

高速切削是很大的技术进步，要实现高速切削，需要满足两个基本条件：1、材料易切削，2、切削工具。对于许多五金零件，铝合金完全能满足零件的性能要求，只要提高其切削性能，就可以体现出优越的经济性。在现有的自动车床、仪表车床、数控车床等设备上，用本发明的易切削铝合金加工零件，可以成倍地提高生产效率。如加工笔上的部件，打火机里的零件，各种气门嘴，自行车辐条螺母等。这些零件具有批量大，单件重量轻，尺寸小的特点，特别适合用易切削铝合金加工制造。

本发明极大地提高了铝合金的切削加工性能，使铝合金能实现高速切削，尤其是能快速、大批量地加工铝合金零件。同时铝的比重约为铜的三分之一，从而节约了资源。更需要提出的是，当本发明不使用铅时，制备出的产品为无铅高速易切削铝合金，属于环保型的金属材料。现已加工的零件有：打火机里的金属件，笔上的金属件，各种气门嘴等。

2011铝合金是现有铝合金里切削加工最好的一种铝合金，但其在加工笔上的金属件，各种气门嘴和打火机里的金属件时，切削性能还是不够。同样加工打火机里的底座，每分钟：2011铝合金可以加工20个，易切削黄铜可加工35个，而用本发明制成的铝合金，可以加工50～70个。

具体实施方式

下面以实施例的方式进一步解释本发明，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1

(1)熔炼：将100kg 2xxx系铝合金原材料加热至780～800℃，加入2kg的铁，搅拌均匀，然后加入1kg的铅，搅拌均匀；

(2)铸坯：在加入铅后10分钟，在浇注温度为740～760℃下进行浇注，制成挤压坯料或轧制坯料；

(3)挤压成型或轧制成型：根据预制零件形状进行挤压成型或轧制成型；

(4)热处理：将步骤(3)成型的材料进行T3热处理，制得本发明的高速易切削铝合金。

实施例2

(1)熔炼：将100kg 6xxx系铝合金原材料加热至780～800℃，加入2kg的铁，搅拌均匀，然后加入1kg的铋，搅拌均匀；

(4)热处理：将步骤(3)成型的材料进行T5热处理，制得本发明的高速易切削铝合金。

实施例3

(1)熔炼：将100kg 4xxx系铝合金原材料加热至780～800℃，加入2kg的铁，搅拌均匀，然后加入1kg的铅和1kg的铋，搅拌均匀；

(3)挤压成型或轧制成型：根据预制零件形状进行挤压成型或轧制成型：

(4)热处理：将步骤(3)成型的材料进行T6热处理，制得本发明的高速易切削铝合金。

Claims

1.一种高速易切削铝合金，其特征在于它含有重量百分比为0.7-7.0％的铁。

2.根据权利要求1所述的高速易切削铝合金，其特征在于它还含有重量百分比为0.2-5.0％的Bi。

3.根据权利要求1或2所述的高速易切削铝合金，其特征在于它还含有重量百分比为0.2-5.0％的Pb。

4.根据权利要求1所述的高速易切削铝合金，其特征在于它含有下述重量百分比的元素：Fe 0.9-7.0％、Bi 0.2-5.0％和Pb 0.2-5.0％。

5.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于它由下述制备方法制成：

6.一种权利要求1所述的高速易切削铝合金的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的铝合金原材料为2xxx系、3xxx系、4xxx系、5xxx系、6xxx系、7xxx系、8xxx系铝合金。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的热处理为T3、T4、T5、T6或T8热处理。