專利名稱：一種鋁銅合金材料及其鑄造、熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種鋁合金材料，確切地說是一種鋁銅合金材料及其鑄造、熱處理工 藝。
背景技術(shù)：
目前真空成型模具主體的材料大都使用ZL401合金材料，ZL401是屬于A1-Zn 系合金，由于合金中鋅的含量較多，因此密度較大，耐蝕性差，鑄造性差，具體 表現(xiàn)為熱裂傾向大，流動性差，因此該材料在鑄造及使用過程中會出現(xiàn)砂眼、氣 孔、縮松缺陷，而且這些缺陷是在加工后才能發(fā)現(xiàn)，給加工成本和制造周期帶來 很大的負(fù)面影響，我們結(jié)合ZL401的材料特性以及對它的成分進(jìn)行分析，通過改 變材料成分，研制出鋁銅合金這種材料，并通過熱處理對材料進(jìn)行組織變化，達(dá) 到消除缺陷，增加材料的機(jī)械性能，并改善材料的表面粗糙度。
由于銅在'鋁中有較大的固溶度，且隨溫度改變而變化，因此在鋁銅合金材料 中，降低鋅的含量，增加銅的含量，通過固溶強(qiáng)化和時效強(qiáng)化提高機(jī)械強(qiáng)度；在 鋁銅合金材料中加入鎂能夠提高切削加工性，同時在鋁中加入銅和鎂能夠形成強(qiáng) 化相，在時效時能發(fā)揮強(qiáng)化作用；另外，添加適量的鈦可獲得顯著的晶粒細(xì)化的 效果，從而使鋁銅合金材料獲得更良好的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有鋁合金材料的缺陷，給人們提供一種具有較高的 強(qiáng)度，優(yōu)異的塑性，良好的流動性且具有良好的熱處理性、切削加工性和拋光性 的鋁銅合金材料及其鑄造、熱處理工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案
本發(fā)明它te采用純鋁、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鈦合金為原材料，經(jīng)鑄造、
熱處理制成，其組分的重量份為純鋁75 S8，鋁銅合金6 12，鋁鎂合金2 7，鋁鈦合金4 8 。
采用的純鋁的規(guī)格為含鋁量》99%，鋁銅合金的規(guī)格為含銅量40 60%，鋁 鎂合金的規(guī)格為含鎂量5 15%，鋁鈦合金的規(guī)格為含鈦量5 10% 。 本發(fā)明的鑄造、熱處理工藝，包括下述步驟
(1) 鑄造
a、 將純鋁和鋁鈦合金按上述比例在室溫下裝入石墨柑堝電阻爐中熔煉， 當(dāng)溫度升至72(TC時加入鋁銅合金繼續(xù)熔煉；
b、 將上述石墨坩堝電阻爐中熔煉溫度升至720 74(TC時再加入爐內(nèi)溶液 總量2 2. 5%的精煉劑進(jìn)行除氣除渣，時間為6 10rnin;
c、 加厶上述爐內(nèi)溶液總量3 5%的覆蓋劑再按比例加入鋁鎂合金，4 6min后將爐內(nèi)溶液攪拌均勻澆入預(yù)先制作好的砂型中，經(jīng)冷卻、落砂、清理即 制成鑄件備用；
(2) 熱處理
a、 將上述鑄件切割成條形塊；
b、 將條形塊鑄件放入溫度為520 530'C的電阻爐內(nèi)加熱8小時后經(jīng)室溫 水淬、冷卻，再放入電阻爐內(nèi)加熱至300 37(TC保溫4 8小時，出爐即得本鋁 銅合金材料。
所述的覆蓋劑由60%的光鹵石和40%的氟化鈣組成。 本發(fā)明的效果
1、 由于銅在鋁中有較大的固溶度，且隨溫度改變而變化，通過固溶強(qiáng)化和 時效強(qiáng)化提高fa械強(qiáng)度，同時獲得抗拉強(qiáng)度為Ob385Mpa，伸長率為8%的良好的 性能，因此使本發(fā)明的鋁銅合金材料同時具有較高的強(qiáng)度、優(yōu)異的塑性、良好的 流動性，鑄造后不易出現(xiàn)砂眼、氣孔、縮松等缺陷。
2、 具有良好的熱處理性，因為銅原子與空位之間存在一定的結(jié)合能，即銅 原子與空位結(jié)合在一起，使空位能夠穩(wěn)定地處于固溶體中，不易向缺陷地帶遷移。 在正常情況下，對鑄造的模芯在52(TC-53(TC的爐內(nèi)加熱8小時，水淬，冷卻后 在爐內(nèi)加熱到300。C-37(TC保溫4-8小時，熱處理后的鑄件通過組織變化，消除 內(nèi)部各種應(yīng)力，使內(nèi)部組織更加細(xì)密，布氏硬度為HB105，使用過程中磨損小， 更適合于冰箱內(nèi)膽和汽車內(nèi)飾件的成型。
3、 具有良好的切削加工性，鎂合金具有優(yōu)良的切削加工性能，其切削速度
大大高于其他金屬，鋁銅合金的硬度比鋼材低，更利于切削加工，對刀具的磨損 小。
4、具有良好的拋光性，向鋁及其合金中添加適量的鈦可獲得顯著的晶粒細(xì) 化的效果，鑄鋁件通過機(jī)加工及表面鉗工修整后，對表面進(jìn)行粗拋和精拋，能達(dá) 到鏡面的效果。
具體實施例方式
實施例l:
首先熔煉將采用含鋁量》99%的純鋁75kg和含鈦量5 10%的鋁鈦合金8kg 在室溫下裝入石墨坩堝電阻爐中熔煉，當(dāng)溫度升至72(TC時加入含銅量40 60免 的鋁銅合金12kg繼續(xù)熔煉；將石墨坩堝電阻爐中熔煉溫度升至720 740'C時再 加入爐內(nèi)溶液總量2 2.5%的精煉劑(HGJB-2)，用鐘罩將精練劑壓入鋁液中， 不斷沿鋁液下鄰攪動，使鋁液放泡適中，攪拌6 10min，直到氣泡放完全，同 時浮渣浮在表面，用金屬舀子將浮渣舀出即完成除氣除渣；加入爐內(nèi)溶液總量 3 5%的由60%的光鹵石和40%的氟化鈣組成的覆蓋劑后加入含鎂量5 10%的鋁 鎂合金7kg， 4 6min后將爐內(nèi)溶液攪拌均勻澆入預(yù)先制作好的砂型中，經(jīng)冷卻、 落砂、清理即制成鑄件備用；再進(jìn)行熱處理鑄件切割成條形塊；將條形塊鑄件 放入溫度為520 530。C的電阻爐內(nèi)加熱8小時后經(jīng)室溫水淬、冷卻，再放入電 阻爐內(nèi)加熱至300 37(TC保溫4 8小時，出爐即得本鋁銅合金材料。 實施例2:
首先熔煉將采用含鋁量》99%的純鋁88kg和含鈦量5 10%的鋁鈦合金4kg 在室溫下裝入石墨坩堝電阻爐中熔煉，當(dāng)溫度升至720。C時加入含銅量40 60% 的鋁銅合金6kg繼續(xù)熔煉；將石墨坩堝電阻爐中熔煉溫度升至720 74(TC時再 加入爐內(nèi)溶液總量2 2.5%的精煉劑(HGJB-2)，用鐘罩將精練劑壓入鋁液中， 不斷沿鋁液下、部攪動，使鋁液放泡適中，攪拌6 10min，直到氣泡放完全，同 時浮渣浮在表面，用金屬舀子將浮渣舀出即完成除氣除渣；加入爐內(nèi)溶液總量 3 5%的由60%的光鹵石和40%的氟化鈣組成的覆蓋劑后加入含鎂量5 10%的鋁 鎂合金2kg， 4 6min后將爐內(nèi)溶液攪拌均勻澆入預(yù)先制作好的砂型中，經(jīng)冷卻、 落砂、清理即制成鑄件備用；再進(jìn)行熱處理鑄件切割成條形塊；將條形塊鑄件
放入溫度為520 530C的電阻爐內(nèi)加熱8小時后經(jīng)室溫水淬、冷卻，再放入電 阻爐內(nèi)加熱至300 370C保溫4 8小時，出爐即得本鋁銅合金材料。 實施例3:
首先熔煉將采用含鋁量》99%的純鋁82kg和含鈦量5 10%的鋁鈦合金5kg 在室溫下裝入石墨坩堝電阻爐中熔煉，當(dāng)溫度升至720'C時加入含銅量40 60% 的鋁銅合金9kg繼續(xù)熔煉；將石墨坩堝電阻爐中熔煉溫度升至720 740C時再 加入爐內(nèi)溶液總量2 2.5%的精煉劑(HGJB-2)，用鐘罩將精練劑壓入鋁液中， 不斷沿鋁液下部攪動，使鋁液放泡適中，攪拌6 10min，直到氣泡放完全，同 時浮渣浮在表面，用金屬舀子將浮渣舀出即完成除氣除渣；加入爐內(nèi)溶液總量 3 5%的由60%的光齒石和40%的氟化鈣組成的覆蓋劑后加入含鎂量5 10%的鋁 鎂合金4kg, 4 6min后將爐內(nèi)溶液攪拌均勻澆入預(yù)先制作好的砂型中，經(jīng)冷卻、 落砂、清理即制成鑄件備用；再進(jìn)行熱處理鑄件切割成條形塊；將條形塊鑄件 放入溫度為520 530。C的電阻爐內(nèi)加熱8小時后經(jīng)室溫水淬、冷卻，再放入電 阻爐內(nèi)加熱至300 37(TC保溫4 8小時，出爐即得本鋁銅合金材料。
權(quán)利要求
1、一種鋁銅合金材料，其特征在于它是采用純鋁、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鈦合金為原材料，經(jīng)鑄造、熱處理制成，其組分的重量份為純鋁75～88，鋁銅合金6～12，鋁鎂合金2～7，鋁鈦合金4～8。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁銅合金材料，其特征在于采用的純鋁的規(guī)格為 含鋁量》99%，鋁銅合金的規(guī)格為含銅量40 60%，鋁鎂合金的規(guī)格為含鎂量5 15%，鋁鈦合金的規(guī)格為含鈦量5 10% 。
3、 一種鋁銅合金材料的鑄造、熱處理工藝，其特征在于包括下述步驟(1) 鑄造a、 將純鋁和鋁鈦合金按上述比例在室溫下裝入石墨坩堝電阻爐中熔煉， 當(dāng)溫度升至720℃時加入鋁銅合金繼續(xù)熔煉；b、 將上述石墨坩堝電阻爐中熔煉溫度升至720 74(TC時再加入爐內(nèi)溶 液總量2 2. 5%的精煉劑進(jìn)行除氣除渣，時間為6 10min;c、 加入上述爐內(nèi)溶液總量3 5%的覆蓋劑再按比例加入鋁鎂合金，4 6rain后將爐內(nèi)溶液攪拌均勻澆入預(yù)先制作好的砂型中，經(jīng)冷卻、落砂、清理即 制成鑄件備用；(2) 熱處理a、 將上述鑄件切割成條形塊；b、 將條形塊鑄件放入溫度為520 530℃的電阻爐內(nèi)加熱8小時后經(jīng)室 溫水淬、冷卻，再放入電阻爐內(nèi)加熱至300 370℃保溫4 8小時，出爐即得本 鋁銅合金材料。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁銅合金材料的鑄造、熱處理工藝，其特征在于 所述的覆蓋劑由60%的光鹵石和40%的氟化鈣組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁銅合金材料及其鑄造、熱處理工藝，它是采用純鋁、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鈦合金為原材料，經(jīng)鑄造、熱處理制成，其組分的重量份為純鋁75～88，鋁銅合金6～12，鋁鎂合金2～7，鋁鈦合金4～8。本發(fā)明的鋁銅合金材料具有較高的強(qiáng)度，優(yōu)異的塑性，良好的流動性且具有良好熱處理性、切削加工性和拋光性，鑄造后不易出現(xiàn)砂眼、氣孔、縮松。
文檔編號C22C21/12GK101205582SQ20071019052
公開日2008年6月25日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者胡德云, 蔡偉東 申請人:胡德云