一種鋁合金的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁合金的制備方法，屬于金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】。其是將一定量的鋁投入到熔煉爐中，在充滿氮?dú)獾沫h(huán)境中加熱使鋁熔化為鋁熔體，接著用氣體載體將硅和鎂加入到鋁熔體中獲得混合熔體；將混合熔體送入中頻爐中，升溫后加入鐵、鉍、鈦、銅、錳以及鈣，然后將物料送入噴射成型設(shè)備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，將合金錠冷卻至常溫后，獲得鋁合金成品。本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)的鋁合金具有抗拉強(qiáng)度高、硬度高、耐腐蝕性強(qiáng)以及耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種鋁合金的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種鋁合金的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，純鋁的密度小，僅為鐵的1/3，熔點(diǎn)低。鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，具有很高的塑性，易于加工，可制成各種型材、板材，抗腐蝕性能好；但是純鋁的強(qiáng)度很低，不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來(lái)強(qiáng)化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面，飛機(jī)的機(jī)身、蒙皮、壓氣機(jī)等常以鋁合金制造，以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。但是，采用傳統(tǒng)方法加工出來(lái)的鋁合金，由于受材料以及加工方法的限制，在加工過(guò)程中容易出現(xiàn)斷裂、皺紋、疲勞等缺陷，成品率較低，導(dǎo)致了材料的浪費(fèi)。同時(shí)，生產(chǎn)效率較低，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了生產(chǎn)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金的制備方法，以解決傳統(tǒng)鋁合金的組分不合理以及加工方法不佳，導(dǎo)致加工出來(lái)的材料性能較差，在加工過(guò)程中容易出現(xiàn)斷裂、皺紋、疲勞等缺陷而存在的不足。
[0004]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題:
[0005]一種鋁合金的制備方法，鋁合金含有以下重量百分比的組分:鎂1-2 %、硅0.8-1.2%、鐵0.02-0.14%、鉍0.01-0.12%、鈦0.03-0.23%、銅0.5-1.2%、錳2.1-4.2%,鈣0.11-0.16%，其余為鋁，制備方法為:
[0006](I)將鋁投入到熔煉爐中，在充滿氮?dú)獾沫h(huán)境中加熱到770_780°C，使鋁熔化為鋁熔體，接著用氣體載體將硅和鎂加入到鋁熔體中，保持恒溫?cái)嚢?-5min，獲得混合熔體；
[0007](2)將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1000-1100°C，加入鐵、鉍、鈦、銅、錳以及鈣，保持10-15min，然后將物料送入噴射成型設(shè)備中，調(diào)節(jié)合金液的溫度為950_980°C，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過(guò)程中控制霧化壓力為0.5-lMPa，合金液的流量為3-3.5kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得鋁合金成品。
[0008]所述步驟(I)中，還可以將混合熔體溫度調(diào)整至762°C，對(duì)熔煉爐中吹氬氣對(duì)混合熔體精煉16_18min，并除去液面浮渣。
[0009]所述步驟(2)中，將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1050°C，加入鐵、鉍、鈦、銅、錳以及鈣，保持12min，然后將物料送入噴射成型設(shè)備中，調(diào)節(jié)合金液的溫度為970°C，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過(guò)程中控制霧化壓力為0.8MPa，合金液的流量為3.2kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得鋁合金成品。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:傳統(tǒng)的鋁合金中，鎂和硅的含量小于1.6%，本發(fā)明通過(guò)將鎂和硅的含量控制在1.8-2.2%，不僅可以增加合金的強(qiáng)度，還可以細(xì)化鋁合金的晶相，有利于沉淀，提高抗拉強(qiáng)度，并且在鋁合金中添加鎳、碳、鋅、鈦、鉍等元素，不僅可以提升鋁合金的抗拉強(qiáng)度，而且可以提高合金的耐腐蝕性和耐磨性能。傳統(tǒng)的鋁合金加工方法通常將制備合金錠的溫度控制在700-800°C，加工出的鋁合金晶粒粗大，抗拉強(qiáng)度較低，本發(fā)明通過(guò)將將鎂、硅和鋁的混合熔體在1000-1100°C的高溫條件下處理，接著調(diào)節(jié)溫度為950-980°C采用噴射成型技術(shù)制備鋁合金，使得生產(chǎn)的鋁合金具有抗拉強(qiáng)度高、硬度高、耐腐蝕性強(qiáng)以及耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0011]為了方便本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。實(shí)施例僅僅是對(duì)該發(fā)明的舉例說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明的限定，實(shí)施例中未作具體說(shuō)明的步驟均是已有技術(shù)，在此不做詳細(xì)描述。
[0012]實(shí)施例一
[0013]原料:
[0014]鎂10kg、娃 8kg、鐵 0.2kg、秘 0.1kg、鈦 0.3kg、銅 5kg、猛 21kg、.丐 1.1kg 以及招
953.6kg0
[0015]制備方法:
[0016](I)將鋁投入到熔煉爐中，在充滿氮?dú)獾沫h(huán)境中加熱到770°C，使鋁熔化為鋁熔體，接著用氣體載體將硅和鎂加入到鋁熔體中，保持恒溫?cái)嚢?min，接著將溫度調(diào)整至7620C，對(duì)熔煉爐中吹氬氣對(duì)混合熔體精煉16min，并除去液面浮渣，獲得混合熔體；
[0017](2)將混合熔體送人中頻爐中，升溫至1000°C，加入鐵、秘、鈦、銅、猛以及I丐，保持lOmin，然后將物料送入噴射成型設(shè)備中，調(diào)節(jié)合金液的溫度為950°C，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過(guò)程中控制霧化壓力為0.5MPa，合金液的流量為3kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得鋁合金成品。
[0018]實(shí)施例二
[0019]原料:
[0020]鎂20kg、娃 12kg、鐵 1.4kg、秘 1.2kg、鈦 2.3kg、銅 12kg、猛 42kg、|丐 1.6kg,招921.1kg0
[0021]制備方法:
[0022](I)將鋁投入到熔煉爐中，在充滿氮?dú)獾沫h(huán)境中加熱到780°C，使鋁熔化為鋁熔體，接著用氣體載體將硅和鎂加入到鋁熔體中，保持恒溫?cái)嚢?min，接著將溫度調(diào)整至7620C，對(duì)熔煉爐中吹氬氣對(duì)混合熔體精煉18min，并除去液面浮渣，獲得混合熔體；
[0023](2)將混合熔體送人中頻爐中，升溫至1100°C，加入鐵、秘、鈦、銅、猛以及I丐，保持15min，然后將物料送入噴射成型設(shè)備中，調(diào)節(jié)合金液的溫度為980°C，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過(guò)程中控制霧化壓力為IMPa，合金液的流量為3.5kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得鋁合金成品。
[0024]實(shí)施例三
[0025]原料:
[0026]鎂15kg、娃 10kg、鐵0.6kg、秘 0.8kg、鈦 2kg、銅8kg、猛 30kg、隹丐 1.3kg,招 937.2kg。
[0027]制備方法:
[0028](I)將鋁投入到熔煉爐中，在充滿氮?dú)獾沫h(huán)境中加熱到775°C，使鋁熔化為鋁熔體，接著用氣體載體將硅和鎂加入到鋁熔體中，保持恒溫?cái)嚢?min，接著將溫度調(diào)整至7620C，對(duì)熔煉爐中吹氬氣對(duì)混合熔體精煉17min，并除去液面浮渣，獲得混合熔體；
[0029](2)將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1050°C，加入鐵、鉍、鈦、銅、錳以及I丐，保持12min，然后將物料送入噴射成型設(shè)備中，調(diào)節(jié)合金液的溫度為970°C，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過(guò)程中控制霧化壓力為0.8MPa，合金液的流量為3.2kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得鋁合金成品。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金的制備方法，其特征在于，鋁合金含有以下重量百分比的組分:鎂1-2%、硅 0.8-1.2%、鐵 0.02-0.14%、鉍 0.01-0.12%、鈦 0.03-0.23%、銅 0.5-1.2%、錳2.1-4.2%、鈣0.11-0.16%，其余為鋁，制備方法為: (1)將鋁投入到熔煉爐中，在充滿氮?dú)獾沫h(huán)境中加熱到770-780°C，使鋁熔化為鋁熔體，接著用氣體載體將硅和鎂加入到鋁熔體中，保持恒溫?cái)嚢?-5min，獲得混合熔體； (2)將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1000-110(TC，加入鐵、鉍、鈦、銅、錳以及鈣，保持10-15min，然后將物料送入噴射成型設(shè)備中，調(diào)節(jié)合金液的溫度為950_980°C，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過(guò)程中控制霧化壓力為0.5-lMPa，合金液的流量為3-3.5kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得鋁合金成品。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁合金的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，還可以將混合熔體溫度調(diào)整至762°C，對(duì)熔煉爐中吹氬氣對(duì)混合熔體精煉16-18min，并除去液面浮渣。
3.如權(quán)利要求1所述的鋁合金的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1050°C，加入鐵、鉍、鈦、銅、錳以及鈣，保持12min，然后將物料送入噴射成型設(shè)備中，調(diào)節(jié)合金液的溫度為970°C，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過(guò)程中控制霧化壓力為0.8MPa，合金液的流量為3.2kg/min,將合金錠冷卻至常溫后，獲得鋁合金成品。
【文檔編號(hào)】C22C1/02GK104451274SQ201410719954
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】高義根 申請(qǐng)人:綏陽(yáng)縣耐環(huán)鋁業(yè)有限公司