CN1831170A - 烧结铝棒及其制造方法 - Google Patents

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烧结铝棒及其制造方法，现有的熔炼法铸造的铝合金在合金化时受合金元素溶解度的限制，合金元素的加入量不可能过高，铸造时不平衡结晶存在成分偏析和内应力，由此影响了产品强度，在性能上也无法满足特种用途的要求。烧结铝棒，其组成包括：铝，所述的含有每93份重量的活性铝的合金中含有三氧化二铝9－11，铁0.4－0.7，水0.05－0.1，油脂0.1－0.30。本发明的产品用于航空航天和军工方面的特殊需要。

Description

烧结铝棒及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种粉末冶金与铝合金加工工艺相结合制造的烧结铝棒及其制造方法。
背景技术：
现有的熔炼法铸造的铝合金在合金化时受合金元素溶解度的限制，合金元素的加入量不可能过高，铸造时不平衡结晶存在成分偏析和内应力，由此影响了产品强度，在性能上也无法满足特种用途的要求。
发明内容：
本发明的目的是提供一种特殊用途的烧结铝棒及其制造方法，以满足航空航天和军工方面的特殊需要。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
烧结铝棒，其组成包括：铝，所述的含有每93份重量的活性铝的合金中含有三氧化二铝9-11，铁0.4-0.7，水0.05-0.1，油脂0.1-0.30。
烧结铝棒制造方法，其过程包括：将原料铝粉喷粉磨制后进行筛分，将粒度合格的铝粉进行团化，加压到160-180Mpa保压30分钟形成毛坯，将成型的毛坯锭放入密封箱内然后送入均热炉加热，保温，升温，随炉冷却、墩粗、保温保压、挤压：
a.所述的均热炉内的加热温度为300℃；
b.所述的保温时间为18-30小时；
c.所述的升温是指上升到470-480℃；
d.所述的加工过程采用氮气保护；
e.所述的墩粗温度450-480℃；
f.挤压温度490-500℃，挤压速度为每秒8-14毫米。
上述的烧结铝棒制造方法，所述的氮气保护为在均热炉中加热时，每隔30分钟通入氮气10-15分钟，共保温10-18小时，升温后，连续通入氮气，保温10小时。
上述的烧结铝棒制造方法，所述的墩粗的保温时间为2-4小时，保压时间为5分钟，泄压后缓慢推出。
上述的烧结铝棒制造方法，所述的挤压前热处理为将烧结的铝锭加热到所述的温度之后，保温2-4小时。
这个技术方案有以下有益效果：
1.本发明的方法通过球磨实现预合金化，保证了铝粉中强化相三氧化二铝的重量份数比在9-11以及其他成分的要求，AI2O3经过随后的冷压成型、墩粗、挤压破碎后均匀弥散的分布在基体AI的亚晶界处，由此强烈的阻碍了位错和亚晶界的迁移，即使在以后再加热较高的温度，AI2O3相也仍然能强烈钉扎位错和亚晶界，阻碍其迁移。由此使得本方法加工的产品具有异常良好的热稳定性能，在500℃仍具有较高的强度，高温性能很高。
2.本发明的粉末冶金法和碎后的加工避免了成分偏析和应力腐蚀的产生，使该材料的抗腐蚀性能接近高纯铝，完全避免了应力腐蚀，热膨胀系数非常小，在强度上和性能上满足军工行业的特殊要求。
3.本发明的方法生产的产品可以保证合金元素均匀弥散地分布在基体中，同时加工制品的抗应力腐蚀性能接近高纯铝，而耐高温性能则大大高于传统熔铸法生产的铝合金。
本发明的具体实施方式：
实施例1：
烧结铝棒，其组成包括：铝，所述的含有每93份重量的活性铝的合金中含有三氧化二铝9，铁0.4，水0.05，油脂0.1。
实施例2：
烧结铝棒，其组成包括：铝，所述的含有每93份重量的活性铝的合金中含有三氧化二铝11，铁0.7，水0.1，油脂0.30。
实施例3：
烧结铝棒，其组成包括：铝，所述的含有每93份重量的活性铝的合金中含有三氧化二铝10，铁0.6，水0.07，油脂0.2。
实施例4：
实施例1至实施例3所述的烧结铝棒的制造方法：
1.烧结铝粉的制备
选用99.7％的工业纯的铝锭，喷粉作为烧结铝棒的铝粉原料。
将上述的原料铝粉喷粉磨制后，进行筛分，得到粒度符合标准要求的铝粉，进行团化。
将各种原料进行配比，烧结铝粉的合金成分为三氧化二铝9-11％，活性铝≤93％，油脂≤0.3％，铁≤0.7％，水≤0.1％。
2.冷压成型工艺
将铝粉装入胶囊，放到支撑筒中，与支撑筒一起放入等静压机的容器内，升压到160-180Mpa后保压30分钟，缓慢泄压，无压后，从胶囊内取出成型后的毛坯锭，毛坯锭直径一般在158-160mm。
3.除油除气烧结工艺
将成型的毛坯锭放入特制的密封箱内，送入均热炉，随炉加热到300℃，此时每隔30分钟通入氮气10-15分钟，保温18-30小时后，升温到470-480℃，此时连续通入氮气保护气体，保温10小时后停电，随炉冷却。
4.墩粗工艺
墩粗用2000吨水压机，直径170mm挤压筒，挤压温度为450℃，墩粗温度为450-480℃，保温时间2-4小时，全压270-300Mpa，保压5分钟，泄压后缓慢推出，车皮到直径162mm。
5.挤压工艺
挤压用用2000吨水压机，将车皮到直径162mm的烧结铝锭加热到490-500℃保温2-4小时，挤压筒温度为450℃，全压270-300Mpa，挤压速度为8-14mm/s.
本烧结铝棒的常温力学性能，σb≥320M Pa，，δ≥4％。
500℃下的高温力学性能σb≥90M Pa，δ≥1％。

Claims (6)

1.一种烧结铝棒，其组成包括：铝，其特征是：所述的含有每93份重量的活性铝的合金中含有三氧化二铝9-11，铁0.4-0.7，水0.05-0.1，油脂0.1-0.30。
2.一种烧结铝棒制造方法，其过程包括：将原料铝粉喷粉磨制后进行筛分，将粒度合格的铝粉进行团化，加压到160-180Mpa保压30分钟形成毛坯，将成型的毛坯锭放入密封箱内然后送入均热炉加热，保温，升温，随炉冷却、墩粗、保温保压、挤压，其特征是：
a.所述的均热炉内的加热温度为300℃；
b.所述的保温时间为18-30小时；
c.所述的升温是指上升到470-480℃；
d.所述的加工过程采用氮气保护；
e.所述的墩粗温度450-480℃；
f.挤压温度490-500℃，挤压速度为每秒8-14毫米。
3.根据权利要求2所述的烧结铝棒制造方法，其特征是：所述的氮气保护为在均热炉中加热时，每隔30分钟通入氮气10-15分钟，共保温10-18小时，升温后，连续通入氮气，保温10小时。
4.根据权利要求2或3所述的烧结铝棒制造方法，其特征是：所述的墩粗的保温时间为2-4小时，保压时间为5分钟，泄压后缓慢推出。
5.根据权利要求2或3所述的烧结铝棒制造方法，其特征是：所述的挤压前热处理为将烧结的铝锭加热到所述的温度之后，保温2-4小时。
6.根据权利要求4所述的烧结铝棒制造方法，其特征是：所述的挤压前热处理为将烧结的铝锭加热到所述的温度之后，保温2-4小时。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113751682A (zh) * 2021-08-12 2021-12-07 西安鼎鑫科技新材料有限公司 一种车用铸造超高强铝合金轮毂材料铸造工艺及设备

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