[發明專利]一種高強度鑄造鋁合金制造水表表殼的方法及其制品

無效

• 申請號: 200910130896.4
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101532861A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 周岳建
• 申請（專利權）人: 周岳建
• 主分類號: G01F15/14
• 分類號: G01F15/14;C22C21/04;C22C21/16;C22C1/02;C22C1/06;C22F1/043;C22F1/057;B22D21/04
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技術領域

本發明涉及一種高強度鑄造鋁合金制造水表表殼的方法及其制品。

背景技術

計量用水表殼一直是沿用鑄鐵、鑄造黃銅制造，這兩類表殼材料始終存在著表殼重以及腐蝕產物造成的二次污染問題，特別是含鉛黃銅表殼還存在著成本高以及嚴重的鉛污染問題。另一方面，開發以質輕、成本低、適宜于鑄造的鋁合金，滿足水表惡劣的工作環境和對機械性能的要求，將會克服前述兩種材料水表殼存在的問題及缺點。

申請人在中國專利申請200810177309.2和00910000646.9分別公開了兩類鑄造鋁合金制造水表表殼的制造方法及其制品。其中，前者以含硅為主的鑄造鋁合金具有鑄造性能優異、力學性能好的優點；而后者以含鎂為主的鑄造鋁合金具有耐腐蝕性能與化學、電化學氧化特性好的優點。但是，這兩類鑄造鋁合金在高溫下使用就顯得力學性能不足。本發明在此所說的高溫是指傳輸的介質溫度不高于150℃，如熱水管線或其它管線傳輸的液體或氣體。

鋁銅類鑄造鋁合金無論在室溫，或在高溫下都具有較高的強度，但一直存在著嚴重的鑄造熱裂問題。目前國內外都是通過添加釩、鋯、鎘、銀等微合金化元素采用添加多組元微合金化元素來細化組織，改善凝固特性，便之適宜于金屬型鑄造，并滿足對力學性能等方面的要求。但這些元素資源稀缺，價格高，制造工藝復雜，顯然不經濟。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度鑄造鋁合金制造水表表殼的方法及其制品。

按照本發明所說的鑄造鋁合金制造水表表殼的方法，包括如下步驟：

1.按下列配比(重量百分比)配料，其中：Cu：3.00％～11.50％；Si：0.15％～3.50％；Mg：0.15％～2.50％；Mn：0.20％～1.20％；Ti：0.15％～0.25％；B：0.03％～0.10％；RE：0.05％～0.10％；Sr：0.01％～0.1％；Be：0.001％～0.005％；Al：余量。

按照本發明的一個優選實施例，其中：Cu：3.00％～9.00％；Si：0.15％～2.00％；Mg：0.15％～0.50％；Mn：0.20％～0.90％；Ti：0.15％～0.25％；B：0.03％～0.10％；RE：0.05％～0.10％；Sr：0.01％～0.1％；Be：0.001％～0.005％；Al：余量。

按照本發明的又一個優選實施例，其中：Cu：3.80％～5.20％；Si：0.15％～1.00％；Mg：0.15％～0.35％；Mn：0.20％～0.50％；Ti：0.15％～0.25％；B：0.03％～0.10％；RE：0.05％～0.10％；Sr：0.01％～0.1％；Be：0.001％～0.005％；余為Al。

按照本發明所說的鑄造鋁合金，其中：

銅是一種提高鋁合金強度作用極大的合金化元素，具有高的熱處理時效強化效應和高溫熱穩定性作用。時效時可析出Al₂Cu以及Al₂CuMg強化相，顯著提高鋁合金的力學性能，也有利于促進與Mg₂Si相共同強化的作用。但是銅加入量在一定范圍內會帶來熱裂問題、鑄造工藝性問題嚴重，耐腐蝕性能下降，還食使力學性能大幅度下降。為改變上述問題，本發明采取添加多元合金元素及微量合金元素來調整，使之在所設計的銅含量內具有合適的綜合性能。銅是合金中必加的主合金化元素。具體的將在下面說明。

鎂是一種提高力學性能、耐腐蝕性能以及增強化學、電化學氧化膜保護的有益合金化元素。在鋁中同時含鎂、硅和銅時，可析出Mg₂Si以及Al₂CuMg強化相，對提高合金強度有利，使合金具有良好的耐腐蝕性能。但加入量大時，鎂在熔煉鑄造時易氧化，會使合金流動性降低，易產生鑄造缺陷，并需要熔煉保護。所以，鎂作為合金化主加元素是不可缺少的，因而必須控制一定的加入量。

硅在鋁銅系鑄造合金的作用是提高合金流動性和減低熱裂傾向性，改善鑄造縮孔縮松性。硅也是一種改善延伸率、抗拉強度、屈服強度等的合金化元素。常與鎂搭配使用，總是以Mg₂Si析出相為強化要素，提高合金的力學性能，所以硅是不可或缺的合金化元素。

錳在鋁銅系鑄造合金中能顯著提高合金室溫和高溫力學性能，同時能夠改善鑄造性能。但是，錳量不能太高，否則合金中含錳T相增多，晶粒粗大，使合金強度降低。因此，必須控制一定的加入量。