一種6016鋁合金光譜標準樣品的制備方法
【專利摘要】本申請屬于合金領域，尤其涉及一種6016鋁合金光譜標準樣品的制備方法。本申請?zhí)峁┑闹苽浞椒?，包括以下步驟：a)、鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鎳源、鋅源和鈦源熔融共混，得到鋁合金熔體；所述鋁合金熔體包括：1.1～1.5wt％的Si、0.1～0.5wt％的Fe、0.095～0.2wt％的Cu、0.07～0.1wt％的Mn、0.5～0.6wt％的Mg、0.01～0.1wt％的Cr、0.02～0.05wt％的Ni、0.025～0.2wt％的Zn、0.02～0.15wt％的Ti和余量的Al；b)、所述鋁合金熔體依次經(jīng)過鑄造、均勻化熱處理和擠壓后，得到6016鋁合金光譜標準樣品。采用由上述方法制得的6016鋁合金標準樣品校正的原子發(fā)射光譜譜線強度標準曲線對6016鋁合金待測樣品進行成分分析，其結果與采用化學分析法進行成分分析的結果相符。
【專利說明】一種6016鋁合金光譜標準樣品的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于合金領域，尤其涉及一種6016鋁合金光譜標準樣品的制備方法。

【背景技術】
[0002] 所謂鋁合金，就是在工業(yè)純鋁中加入適量的其他元素，使鋁的本質得到改善，以滿 足工業(yè)上和生活中的各種需要。由于鋁合金比重小，比強度高，具有良好的綜合性能，因此， 被廣泛用于航空工業(yè)、汽車制造業(yè)、動力儀表、工具及民用器皿制造等方面。
[0003] 在鋁合金的研發(fā)和生產(chǎn)過程中，需要對鋁合金中的化學成分進行分析，從而達到 嚴格控制各化學成分含量的目的，進而避免合金生產(chǎn)過程中爐前成分失控，同時保證合金 產(chǎn)品的質量。合金的化學成分檢測方法主要有化學分析法和光電光譜分析法，化學法由于 其操作繁鎖，重現(xiàn)性差，分析周期長（分析周期在4小時以上），且涉及重金屬污染，因而限 制了該法的使用；而光電光譜分析法因其快速、準確、環(huán)保、操作簡便等特點，在工礦企業(yè)、 商檢、科研院所等國民經(jīng)濟各行業(yè)得到廣泛的應用。但根據(jù)光電光譜分析法原理，其應用有 個先決條件：分析任何合金之前，必須要有相對應的合金標準樣品校正光譜分析結果，以保 證分析結果的準確性。
[0004] 6016鋁合金是一種新開發(fā)的汽車車身板用鋁合金，其化學成分具有特殊性。由于 光譜標準樣品需要滿足成分準確性的要求，而現(xiàn)有標準樣品中并無合適的標準樣品在成分 上與6016鋁合金相對應，因此需要研制專用6016鋁合金標準樣品對6016鋁合金的光譜分 析結果進行校正。


【發(fā)明內容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種6016錯合金光譜標準樣品的制備方法，米 用本發(fā)明提供的方法制得的標準樣品可用于6016鋁合金光譜分析結果的校正。
[0006] 本發(fā)明提供了一種6016鋁合金光譜標準樣品的制備方法，包括以下步驟：
[0007] a)、鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鎳源、鋅源和鈦源熔融共混，得到鋁 合金熔體；
[0008] 所述鋁合金熔體包括：1. 1?1.5wt%的Si、0. 1?0.5wt%的Fe、0.095?0.2wt% 的〇1、0.07?0.^^%的血、0.5?0.6￥七％的]\%、0.01?0.^^%的0、0.02?0.05￥七％ 的 Ni、0. 025 ?0· 2wt% 的 Ζη、0· 02 ?0· 15wt% 的 Ti 和余量的 Al ;
[0009] b)、所述鋁合金熔體依次經(jīng)過鑄造、均勻化熱處理和擠壓后，得到6016鋁合金光 譜標準樣品。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟a)具體為：
[0011] al)、鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鉻源、鎳源和鈦源熔融共混，得到第一合金熔 體；
[0012] a2)、所述第一合金熔體和鋅源熔融共混，得到第二合金熔體；
[0013] a3)、所述第二合金熔體和鎂源熔融共混，得到鋁合金熔體。
[0014] 優(yōu)選的，所述硅源為Al-Si中間合金；所述鐵源為Al-Fe中間合金；所述銅源為 Al-Cu中間合金；所述錳源為Al-Mn中間合金；所述鉻源為Al-Cr中間合金；所述鎳源為 Al-Ni中間合金；所述鈦源為Al-Ti中間合金；所述鋅源為鋅；所述鎂源為鎂；所述鋁源為 鋁和含鋁的中間合金。
[0015] 優(yōu)選的，所述鑄造的方式為熱頂鑄造。
[0016] 優(yōu)選的，所述鑄造的溫度為735?745°C。
[0017] 優(yōu)選的，所述鑄造的速度為72?78mm/min。
[0018] 優(yōu)選的，所述鑄造過程中的冷卻水壓力為0· 06?0· 08MPa。
[0019] 優(yōu)選的，所述均勻化熱處理的溫度為515?530°C ;所述均勻化熱處理的保溫時間 為12?14h。
[0020] 優(yōu)選的，所述擠壓的溫度為430?450°C ;所述擠壓的速度為3?5mm/s。
[0021] 優(yōu)選的，所述鋁合金熔體包括：1. 14?I. 18wt%的Si、0. 123?0. 137wt%的Fe、 0· 096 ?0· 106wt % 的 Cu、0. 076 ?0· 082wt % 的 Μη、0· 51 ?0· 534wt % 的 Mg、0. 014 ? 0· 018wt % 的 Cr、0. 02 ?0· 022wt % 的 Ni、0. 027 ?0· 031wt % 的 Ζη、0· 02 ?0· 022wt % 的 Ti和余量的Al。
[0022] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種6016鋁合金光譜標準樣品的制備方法，包括 以下步驟：a)、鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鎳源、鋅源和鈦源熔融共混，得到 鋁合金熔體；所述鋁合金熔體包括：L 1?L 5wt%的Si、0. 1?0· 5wt%的Fe、0. 095? 0· 2wt % 的 Cu、0. 07 ?0· Iwt % 的 Μη、0· 5 ?0· 6wt % 的 Mg、0. 01 ?0· Iwt % 的 Cr、0. 02 ? 0.05wt% 的 Ni、0.025 ?0.2wt% 的 Ζη、0·02 ?0· 15wt% 的 Ti 和余量的 Al ;b)、所述鋁合 金熔體依次經(jīng)過鑄造、均勻化熱處理和擠壓后，得到6016鋁合金光譜標準樣品。實驗結果 表明，采用本發(fā)明提供的方法制得的6016鋁合金光譜標準樣品組織細密、均勻，無氣孔、夾 雜等冶金缺陷，徑向、縱向均無偏析，化學成分均勻；采用本發(fā)明提供的方法制得的標準樣 品穩(wěn)定性良好，有效期至少10年；采用由本發(fā)明制得的6016鋁合金標準樣品校正的原子發(fā) 射光譜譜線強度標準曲線對6016鋁合金待測樣品進行成分分析，其結果與采用化學分析 法進行成分分析的結果相符。說明采用本發(fā)明提供的方法制得的6016鋁合金光譜標準樣 品能夠滿足6016鋁合金的生產(chǎn)和研發(fā)使用，即可用于6016鋁合金光譜分析結果的校正，進 而提高6016鋁合金生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0024] 圖1為本發(fā)明提供的鋁合金鑄錠的金相檢驗試片和偏析檢驗試片的取樣部位示 意圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明提供的鑄錠成分偏析檢查的取點位置示意圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明實施例1提供的鋁合金鑄錠試片的金相低倍照片。

【具體實施方式】
[0027] 下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[0028] 本發(fā)明提供了一種6016鋁合金光譜標準樣品的制備方法，包括以下步驟：
[0029] a)、鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鎳源、鋅源和鈦源熔融共混，得到鋁 合金熔體；
[0030] 所述鋁合金熔體包括：1. 1?1.5wt%的Si、0. 1?0.5wt%的Fe、0.095?0.2wt% 的〇1、0.07?0.^^%的血、0.5?0.6￥七％的]\%、0.01?0.^^%的0、0.02?0.05￥七％ 的 Ni、0. 025 ?0· 2wt% 的 Ζη、0· 02 ?0· 15wt% 的 Ti 和余量的 Al ;
[0031] b)、所述鋁合金熔體依次經(jīng)過鑄造、均勻化熱處理和擠壓后，得到6016鋁合金光 譜標準樣品。
[0032] 在本發(fā)明中，首先將鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鎳源、鋅源和鈦源熔 融共混，得到鋁合金熔體。其中，所述硅源優(yōu)選為Al-Si中間合金，所述Al-Si中間合金中 Si含量優(yōu)選為20?30wt % ;所述鐵源優(yōu)選為Al-Fe中間合金，所述Al-Fe中間合金中Fe 含量優(yōu)選為15?20wt % ;所述銅源優(yōu)選為Al-Cu中間合金，所述Al-Cu中間合金中Cu含 量優(yōu)選為40?50wt % ;所述猛源優(yōu)選為Al-Mn中間合金，所述Al-Mn中間合金中Mn含量 優(yōu)選為15?20wt % ;所述鉻源優(yōu)選為Al-Cr中間合金，所述Al-Cr中間合金中Cr含量優(yōu) 選為4?IOwt % ;所述鎳源優(yōu)選為Al-Ni中間合金，所述Al-Ni中間合金中Ni含量優(yōu)選 為20?30wt % ;所述鈦源優(yōu)選為Al-Ti中間合金，所述Al-Ti中間合金中Ti含量優(yōu)選為 4?10wt% ;所述鋅源優(yōu)選為鋅；所述鎂源優(yōu)選為鎂；所述鋁源優(yōu)選為鋁和含鋁的中間合 金。所述鋁合金熔體包括I. 1?I. 5wt%的Si、0. 1?(λ 5wt%的Fe、0. 095?(λ 2wt%的 Cu、0. 07 ?0· Iwt % 的 Μη、0· 5 ?0· 6wt % 的 Mg、0. 01 ?0· Iwt % 的 Cr、0. 02 ?0· 05wt % 的Ni、0. 025?0. 2wt %的Ζη、0. 02?0. 15wt %的Ti和余量的Al,優(yōu)選包括1. 14? I. 18wt% 的 Si、0. 123 ?0· 137wt% 的 Fe、0. 096 ?0· 106wt% 的 Cu、0. 076 ?0· 082wt% 的 Μη、0· 51 ?0· 534wt % 的 Mg、0. 014 ?0· 018wt % 的 Cr、0. 02 ?0· 022wt % 的 Ni、0. 027 ? 0.031wt%的Ζη、0·02?0.022wt%的Ti和余量的A1。在本發(fā)明提供的一個實施例中， 所述鋁合金熔體包括 1. 16±0· 02wt % 的 Si、0. 13±0· 007wt % 的 Fe、0. 101±(X 005wt % 的〇1、0.079±0.003￥七％的血、0.522±0.012￥七％的]\%、0.016±0.002￥七％的（：1·、 0· 021±0· OOlwt%的 Ni、0. 029±0· 002wt%的 Ζη、0· 021±0· OOlwt%的 Ti 和余量的 A1。
[0033] 在本發(fā)明中，所述鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鎳源、鋅源和鈦源熔融 共混，得到鋁合金熔體的過程具體為：
[0034] al)、鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鉻源、鎳源和鈦源熔融共混，得到第一合金熔 體；
[0035] a2)、所述第一合金熔體和鋅源熔融共混，得到第二合金熔體；
[0036] a3)、所述第二合金熔體和鎂源熔融共混，得到鋁合金熔體。
[0037] 在上述制得鋁合金熔體的過程中，首先將鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鉻源、鎳源 和鈦源熔融共混。本發(fā)明對所述熔融共混的溫度沒有特別限定，可以使上述金屬源熔融即 可，優(yōu)選為730?780°C。待鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鉻源、鎳源和鈦源熔融共混均勻 后，得到第一合金熔體。
[0038] 然后，所述第一合金熔體和鋅源熔融共混。本發(fā)明對所述熔融共混的溫度沒有特 別限定，可以使上述金屬源熔融即可，優(yōu)選為730?780°C。為防止第一合金熔體和鋅源熔 融共混過程中Zn沉底，本發(fā)明中優(yōu)選在第一合金熔體和鋅源熔融共混過程中對混合體系 進行強攪拌。待第一合金熔體和鋅源熔融共混均勻后，得到第二合金熔體。
[0039] 最后，所述第二合金熔體和鎂源熔融共混。本發(fā)明對所述熔融共混的溫度沒有特 別限定，可以使上述金屬源熔融即可，優(yōu)選為730?780°C。待第二合金熔體和鎂源熔融共 混均勻后，得到鋁合金熔體。
[0040] 得到鋁合金熔體后，對所述熔體進行鑄造。本發(fā)明對所述鑄造的方式?jīng)]有特別限 定，優(yōu)選采用熱頂鑄造法進行鑄造 。所述鑄造的溫度優(yōu)選為735?745°C。所述鑄造的速度 優(yōu)選為72?78mm/min。所述鑄造過程中的冷卻水壓力優(yōu)選為0. 06?0. 08MPa。
[0041] 鋁合金熔體完成鑄造后，得到鋁合金鑄錠。對所述鋁合金鑄錠進行均勻化熱處理 和擠壓。所述均勻化熱處理的溫度優(yōu)選為515?530°C;所述均勻化熱處理的保溫時間優(yōu)選 為12?14h。所述擠壓的溫度優(yōu)選為430?450°C;所述擠壓的速度優(yōu)選為3?5mm/s。本 發(fā)明對擠壓所用的設備沒有特別限定，優(yōu)選為本領域技術人員熟知的2000噸油壓擠壓機。 擠壓結束后，得到6016鋁合金光譜標準樣品。
[0042] 為保證標準樣品的質量，本發(fā)明優(yōu)選先從鑄造得到的鋁合金鑄錠中切取檢驗試 片，并對檢驗試片進行金相組織檢驗和成分偏析檢驗，待檢驗合格后，再對鋁合金鑄錠進行 均勻化熱處理和擠壓。在本發(fā)明中，所述檢驗合格是指鋁合金鑄錠組織細密、均勻、無氣孔、 夾雜等冶金缺陷，且鑄錠徑向、縱向均無偏析。
[0043] 在本發(fā)明提供的一個實施例中，金相檢驗試片和偏析檢驗試片按照圖1所示部位 切取，圖1為本發(fā)明提供的鋁合金鑄錠的金相檢驗試片和偏析檢驗試片的取樣部位示意 圖，其中，L = 120?220mm，1和4為金相試片的切取部位，2和3為成分偏析試片的切取部 位，本發(fā)明在取樣前優(yōu)選將鑄錠車皮，所述車皮的厚度為4?6mm，優(yōu)選為5mm。
[0044] 在本發(fā)明中，所述成分偏析檢驗優(yōu)選按照以下步驟進行：
[0045] 按圖2所示取點對成分偏析檢驗試片進行光譜分析，圖2為本發(fā)明提供的鑄錠成 分偏析檢查的取點位置示意圖。其中，每個檢驗試片從中心向邊緣各取Al?A5五組數(shù)據(jù)。 用每個檢驗試片五組數(shù)據(jù)成分差異的大小表示鑄錠徑向成分偏析程度，2號和3號檢驗試 片對應的五個取點位置的數(shù)據(jù)之差的大小表示鑄錠縱向成分偏析程度。所述徑向成分偏析 檢驗采用達維特（DARVID)檢驗；所述縱向成分偏析檢驗采用t檢驗。
[0046] 為了保證標準樣品的質量，本發(fā)明優(yōu)選對制得的6016鋁合金光譜標準樣品進行 定值檢驗。在本發(fā)明的一個實施例中，所述鋁合金鑄錠經(jīng)過均勻化熱處理和擠壓后得到的 標準樣品為棒材，所述棒材的定值檢驗優(yōu)選按照以下步驟進行：
[0047] 從每根棒材的頭部、中部、尾部切取三段180?220mm的棒材，用鉆銑床及特制刀 具加工成顆粒狀，混均樣品后分裝，得到定值檢驗的樣品。得到定值檢驗的樣品后，將樣品 送至專業(yè)檢驗機構進行檢測。
[0048] 定值檢驗合格后，將上述制得的6016鋁合金光譜標準樣品鋸切成標準樣品塊，并 打上印記，表面車銑光潔后，入庫保存。
[0049] 采用本發(fā)明提供的方法制得的6016鋁合金光譜標準樣品組織細密、均勻，無氣 孔、夾雜等冶金缺陷，徑向、縱向均無偏析，化學成分均勻，樣品穩(wěn)定性良好，有效期至少10 年。實驗結果表明，采用由本發(fā)明制得的6016鋁合金光譜標準樣品校正的原子發(fā)射光譜譜 線強度標準曲線對6016鋁合金待測樣品進行成分分析，其結果與采用化學分析法進行成 分分析的結果相符。說明采用本發(fā)明提供的方法制得的標準樣品能夠滿足6016鋁合金的 生產(chǎn)和研發(fā)使用，即可用于6016鋁合金光譜分析結果的校正，進而提高6016鋁合金生產(chǎn)效 率與產(chǎn)品質量。
[0050] 為更清楚起見，下面通過以下實施例進行詳細說明。
[0051] 實施例1
[0052] 按表1的成分百分比將純錯、Al-20wt% Si中間合金、Al-15wt% Fe中間合金、 Al-40wt% Cu 中間合金、Al-15wt% Mn 中間合金、Al-4wt% Cr 中間合金、Al-20wt% Ni 中 間合金和Al-20wt % Ti中間合金加入爐內，在760°C下熔融共混，得到第一合金熔體。按表 1的成分百分比向第一合金熔體中加入純鋅，攪拌，得到第二合金熔體。按表1的成分比向 第二合金溶液中加入純鎂，攪拌，得到鋁合金熔體。在攪拌條件下，采用熱頂鑄造對鋁合金 熔體進行鑄造，所述鑄造溫度為735°C，鑄造速度為78mm/min，冷卻水水壓為0. 06MPa，鑄造 結束后，得到直徑為162mm的鋁合金鑄錠棒材。
[0053] 表1實施例1中6016鋁合金光譜標準樣品的化學成分質量百分比
[0054]

【權利要求】
1. 一種6016鋁合金光譜標準樣品的制備方法，包括以下步驟： a) 、鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鎳源、鋅源和鈦源熔融共混，得到鋁合金 熔體； 所述鋁合金熔體包括：1. 1?1. 5wt%的Si、0. 1?0? 5wt%的Fe、0. 095?0? 2wt%的 Cu、0. 07 ?0? lwt% 的 Mn、0. 5 ?0? 6wt% 的 Mg、0. 01 ?0? lwt% 的 Cr、0. 02 ?0? 05wt% 的 Ni、0. 025 ?0? 2wt% 的 Zn、0. 02 ?0? 15wt% 的 Ti 和余量的 A1 ; b) 、所述鋁合金熔體依次經(jīng)過鑄造、均勻化熱處理和擠壓后，得到6016鋁合金光譜標 準樣品。
2. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)具體為： al)、鋁源、硅源、鐵源、銅源、錳源、鉻源、鎳源和鈦源熔融共混，得到第一合金熔體； a2)、所述第一合金熔體和鋅源熔融共混，得到第二合金熔體； a3)、所述第二合金熔體和鎂源熔融共混，得到鋁合金熔體。
3. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅源為Al-Si中間合金；所述鐵 源為Al-Fe中間合金；所述銅源為Al-Cu中間合金；所述錳源為Al-Mn中間合金；所述鉻源 為Al-Cr中間合金；所述鎳源為Al-Ni中間合金；所述鈦源為Al-Ti中間合金；所述鋅源為 鋅；所述鎂源為鎂；所述鋁源為鋁和含鋁的中間合金。
4. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鑄造的方式為熱頂鑄造。
5. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鑄造的溫度為735?745°C。
6. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鑄造的速度為72?78mm/min。
7. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鑄造過程中的冷卻水壓力為 0. 06 ?0. 08MPa。
8. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述均勻化熱處理的溫度為515? 530°C ;所述均勻化熱處理的保溫時間為12?14h。
9. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述擠壓的溫度為430?450°C ;所 述擠壓的速度為3?5mm/s。
10. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋁合金熔體包括：1. 14? 1. 18wt% 的 Si、0. 123 ?0? 137wt% 的 Fe、0. 096 ?0? 106wt% 的 Cu、0. 076 ?0? 082wt% 的 Mn、0. 51 ?0? 534wt % 的 Mg、0. 014 ?0? 018wt % 的 Cr、0. 02 ?0? 022wt % 的 Ni、0. 027 ? 0? 031wt% 的 Zn、0. 02 ?0? 022wt% 的 Ti 和余量的 A1。
【文檔編號】G01N1/28GK104390826SQ201410763307
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權日:2014年12月12日
【發(fā)明者】陳瑜 申請人:西南鋁業(yè)（集團）有限責任公司