本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗沖擊防變形鋁合金球棒及其制備方法。

背景技術(shù)：

棒球棍常用鋁合金材料來制造，但是目前的鋁合金棒球棍的強(qiáng)度、硬度和韌性不能協(xié)調(diào)，在滿足棒球棍高強(qiáng)度、高硬度的同時，其沖擊韌性不高，容易變形，導(dǎo)致?lián)羟蛐Ч患巡⑶胰菀自趽羟蜻^程中對人體造成傷害，因此需要提供一種強(qiáng)度、硬度與韌性相互協(xié)調(diào)的棒球棍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種抗沖擊鋁合金球棒及其制備方法，本發(fā)明強(qiáng)度高、硬度好，抗沖擊韌性好，不易變形。

本發(fā)明提出的一種抗沖擊防變形鋁合金球棒，其各組分的重量百分比如下：Si：0.04-0.05％，F(xiàn)e：0.04-0.08％，Cu：1.3-1.8％，Mn：0.3-0.4％，Mg：0.3-0.4％，Cr：0.05-0.1％，Zn：0.14-0.2％，Ti：0.06-0.08％，Zr：0.11-0.13％，Sc：0.32-0.41％，Ag：0.3-0.5％，余量為Al；

其中，滿足“Ag+1.16(Sc/Zr)＜4.7％”的表達(dá)式。

優(yōu)選地，其中滿足“4.3＜Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu＜8.5”的表達(dá)式。

優(yōu)選地，其各組分的重量百分比如下：Si：0.042-0.048％，F(xiàn)e：0.05-0.07％，Cu：1.4-1.7％，Mn：0.33-0.37％，Mg：0.32-0.38％，Cr：0.06-0.08％，Zn：0.15-0.17％，Ti：0.065-0.075％，Zr：0.115-0.125％，Sc：0.35-0.38％，Ag：0.35-0.45％，余量為Al。

本發(fā)明還提出了上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鋁錠加入熔煉爐，升溫至730-760℃使之熔融，將剩余各原料加入熔煉爐中熔融，自然降溫至700-710℃，保溫10-25min，然后澆注成形，空冷至室溫得到鑄錠，其中，原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行；

S2、取S1中得到的鑄錠，升溫至430-450℃，保溫20-30h，空冷至室溫，然后以20-30℃/h的速度升溫至480-500℃，保溫1-2h，升溫至510-520℃，保溫10-30min，然后用水淬火，冷卻至室溫得到中間鑄錠；

S3、取S2中得到的中間鑄錠，升溫至110-130℃，保溫3-5h，升溫至140-160℃，保溫7-9h，空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

優(yōu)選地，在S1中，原料熔融后進(jìn)行除渣操作。

優(yōu)選地，在S2中，淬火用水的溫度為40-60℃。

本發(fā)明通過調(diào)整元素Ag、Sc、Zr、Mg、Zn和Cu在預(yù)定范圍內(nèi)來確保棒球棍的強(qiáng)度、硬度，并與元素Si、Fe、Mn、Cr、Ti相互配合，增加本發(fā)明的強(qiáng)度、硬度和抗沖擊韌性；另外本發(fā)明通過限定Ag+1.16(Sc/Zr)＜4.7％的關(guān)系式，Ag、Sc、Zr相互配合，可以促進(jìn)強(qiáng)化相細(xì)小彌散的析出，使其均勻分布，從而在提高本發(fā)明的強(qiáng)度、硬度的同時，避免了沖擊韌性低的問題，防止韌性較低，鋁合金容易開裂、變形的問題，并能減緩Ag、Mg和Cu原子在高溫時的重新分配和擴(kuò)散的速度，從而可以提高析出相的熱穩(wěn)定性，改善合金的抗蠕變性能，從而防止形變；并通過配合限定4.3＜Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu＜8.5的關(guān)系式，使得本發(fā)明在保持較好抗沖擊韌性的同時，避免強(qiáng)度等機(jī)械性能降低和熱穩(wěn)定性降低的問題，各元素相互配合，增加本發(fā)明的機(jī)械性能和抗形變性能。

具體實施方式

下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例1

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒，其各組分的重量百分比如下：Si：0.04％，F(xiàn)e：0.08％，Cu：1.3％，Mn：0.4％，Mg：0.3％，Cr：0.1％，Zn：0.14％，Ti：0.08％，Zr：0.11％，Sc：0.41％，Ag：0.3％，余量為Al；

其中，Ag+1.16(Sc/Zr)＝4.62％，Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu＝6.13。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鋁錠加入熔煉爐，升溫至760℃使之熔融，將剩余各原料加入熔煉爐中熔融，自然降溫至700℃，保溫25min，然后澆注成形，空冷至室溫得到鑄錠，其中，原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行，原料熔融后進(jìn)行除渣操作；

S2、取S1中得到的鑄錠，升溫至430℃，保溫30h，空冷至室溫，然后以20℃/h的速度升溫至500℃，保溫1h，升溫至520℃，保溫10min，然后用溫度為60℃的水淬火，冷卻至室溫得到中間鑄錠；

S3、取S2中得到的中間鑄錠，升溫至110℃，保溫5h，升溫至140℃，保溫9h，空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

實施例2

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒，其各組分的重量百分比如下：Si：0.05％，F(xiàn)e：0.04％，Cu：1.8％，Mn：0.3％，Mg：0.4％，Cr：0.05％，Zn：0.2％，Ti：0.06％，Zr：0.13％，Sc：0.32％，Ag：0.5％，余量為Al；

其中，Ag+1.16(Sc/Zr)＝3.36％，Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu＝6.08。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鋁錠加入熔煉爐，升溫至730℃使之熔融，將剩余各原料加入熔煉爐中熔融，自然降溫至710℃，保溫10min，然后澆注成形，空冷至室溫得到鑄錠，其中，原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行，原料熔融后進(jìn)行除渣操作；

S2、取S1中得到的鑄錠，升溫至450℃，保溫20h，空冷至室溫，然后以30℃/h的速度升溫至480℃，保溫2h，升溫至510℃，保溫30min，然后用溫度為40℃的水淬火，冷卻至室溫得到中間鑄錠；

S3、取S2中得到的中間鑄錠，升溫至130℃，保溫3h，升溫至160℃，保溫7h，空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

實施例3

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒，其各組分的重量百分比如下：Si：0.042％，F(xiàn)e：0.07％，Cu：1.4％，Mn：0.37％，Mg：0.32％，Cr：0.08％，Zn：0.15％，Ti：0.075％，Zr：0.115％，Sc：0.38％，Ag：0.35％，余量為Al；

其中，Ag+1.16(Sc/Zr)＝4.18％，Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu＝6.13。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鋁錠加入熔煉爐，升溫至750℃使之熔融，將剩余各原料加入熔煉爐中熔融，自然降溫至702℃，保溫20min，然后澆注成形，空冷至室溫得到鑄錠，其中，原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行，原料熔融后進(jìn)行除渣操作；

S2、取S1中得到的鑄錠，升溫至435℃，保溫27h，空冷至室溫，然后以23℃/h的速度升溫至495℃，保溫1.2h，升溫至518℃，保溫15min，然后用溫度為55℃的水淬火，冷卻至室溫得到中間鑄錠；

S3、取S2中得到的中間鑄錠，升溫至115℃，保溫4.5h，升溫至145℃，保溫8.5h，空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

實施例4

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒，其各組分的重量百分比如下：Si：0.048％，F(xiàn)e：0.05％，Cu：1.7％，Mn：0.33％，Mg：0.38％，Cr：0.06％，Zn：0.17％，Ti：0.065％，Zr：0.125％，Sc：0.35％，Ag：0.45％，余量為Al；

其中，Ag+1.16(Sc/Zr)＝3.7％，Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu＝6.31。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鋁錠加入熔煉爐，升溫至740℃使之熔融，將剩余各原料加入熔煉爐中熔融，自然降溫至708℃，保溫15min，然后澆注成形，空冷至室溫得到鑄錠，其中，原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行，原料熔融后進(jìn)行除渣操作；

S2、取S1中得到的鑄錠，升溫至445℃，保溫23h，空冷至室溫，然后以27℃/h的速度升溫至485℃，保溫1.8h，升溫至512℃，保溫25min，然后用溫度為45℃的水淬火，冷卻至室溫得到中間鑄錠；

S3、取S2中得到的中間鑄錠，升溫至125℃，保溫3.5h，升溫至155℃，保溫7.5h，空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

實施例5

一種抗沖擊防變形鋁合金球棒，其各組分的重量百分比如下：Si：0.045％，F(xiàn)e：0.06％，Cu：1.55％，Mn：0.35％，Mg：0.35％，Cr：0.07％，Zn：0.16％，Ti：0.07％，Zr：0.12％，Sc：0.365％，Ag：0.4％，余量為Al；

其中，Ag+1.16(Sc/Zr)＝3.93％，Mg/Zn+Cu/Mg-1.5Ag/Cu＝6.23。

上述抗沖擊防變形鋁合金球棒的制備方法，包括如下步驟：

S1、將鋁錠加入熔煉爐，升溫至745℃使之熔融，將剩余各原料加入熔煉爐中熔融，自然降溫至705℃，保溫18min，然后澆注成形，空冷至室溫得到鑄錠，其中，原料熔融的過程在氬氣氛圍中進(jìn)行，原料熔融后進(jìn)行除渣操作；

S2、取S1中得到的鑄錠，升溫至440℃，保溫25h，空冷至室溫，然后以25℃/h的速度升溫至490℃，保溫1.5h，升溫至515℃，保溫20min，然后用溫度為50℃的水淬火，冷卻至室溫得到中間鑄錠；

S3、取S2中得到的中間鑄錠，升溫至120℃，保溫4h，升溫至150℃，保溫8h，空冷至室溫得到抗沖擊防變形鋁合金球棒。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。