[發明專利]一種用AlH3處理的高強度鋁合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201110421187.9
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102443725A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 張中可;車云;門三泉
• 申請（專利權）人: 貴州華科鋁材料工程技術研究有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/02;C22C1/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及一種高強度鋁合金，還涉及其制備方法。?

背景技術

加入“冷鋁”的鋁合金熔體更易于鑄造出高質量的鑄件和錠坯，是因為作為返回料使用的壓余、切頭和邊角料等各種形態的“冷鋁”具有較細的晶粒結構，在熔體中能夠在短時間內保持這種高質量的亞結構，從而影響鑄造時的結晶行為。但“冷鋁”同時也含有較多的氧化物、鐵、硅等雜質，對合金的純凈化不利。?

深加工用的鋁合金往往需要首先鑄造成大型的錠坯，如扁錠、圓棒等，再通過軋制、擠壓、鍛造等手段，加工成各種成品，這些過程基本上都要和熱處理相結合，如果到可以直接使用的最終產品，則還要經過分割、表面加工、鈍化處理等作業。這些加工手段，需要鋁合金材料本身具備良好的深加工性能，包括鑄造性能、壓力加工變形性能、熱處理強化性能、抗腐蝕性能、抗疲勞破壞性能、表面加工和涂覆性能等。其中，熔鑄性能是鋁合金深加工性能的基礎。大型錠坯，尤其是厚度500mm以上的扁錠、厚板和直徑500mm以上的圓棒，是大型高效深加工的代表性基材，而能否預制成大型錠坯，也是考驗鋁合金材料本身是否適合進行深加工的第一道技術關口。?

據統計，世界上500多種變形鋁合金材料中，常用于熔鑄大型錠坯的鋁合金還不到20個，其中最常用于熔鑄大型錠坯和生產厚板的鋁合金有5083、5026、6082、2017、2024、2219、7075、7050等，這些材料中，屬于硬鋁和超硬鋁范疇的是2XXX系和7XXX系，其厚板多用于航空航天工業，但其熔鑄大型錠坯的性能很差，扁錠和圓棒成形率很低；5XXX系、6XXX系合金熔鑄性能較好，但強度低；其它如1XXX系、3XXX系鋁合金則屬于軟鋁范疇。?

目前的鋁合金材料除了熔鑄大型錠坯時的成形性能較差外，大型錠坯在熱處理過程的淬透性不高、耐回火性較差和不能滿足更高的力學性能要求或某些特殊性能(如耐熱、耐蝕)等，也是重大缺陷。這些缺陷使其在工程技術領域替代鋼制品等重強材料和結構的進程中形成了難以跨越的技術斷點。?

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種高強度鋁合金，能夠克服現有鋁合金?性能的不足，提高其強韌性、成形性和淬透性，為高效深加工提供高端基材。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高強度鋁合金，以質量百分比計，包括0.2～0.6％的Si，小于等于0.35％的Fe，小于等于0.1％的Cu，小于等于0.1％的Mn，小于等于0.1％的Cr，0.45～0.9％的Mg，小于等于0.1％的Zn，小于等于0.1％的Ti，余量為Al和不可避免的雜質，每種雜質的含量不超過總質量百分比的0.05％，所有雜質的含量不超過總質量百分比的0.15％。?

本發明還提供所述高強度鋁合金的制備方法，以復合處理方式加入AlH₃，包括以下步驟：?

步驟一：按照所述高強度鋁合金的組分備料，包括占總產品質量百分比0.2～0.6％的Si，小于等于0.35％的Fe，小于等于0.1％的Cu，小于等于0.1％的Mn，小于等于0.1％的Cr，0.45～0.9％的Mg，小于等于0.1％的Zn，小于等于0.1％的Ti；?

步驟二：先往熔煉爐中加入鋁錠或熔融鋁液，加熱使之完全熔化，按配方比例先加入步驟一的備料，使之完全溶解和熔化，精煉后在700～1000℃下保溫，得到合金熔體；熔化過程在封閉環境內完成；?

步驟三：使用氮氣或惰性氣體或氮氣與惰性氣體任意比例的混合氣體對合金熔體進行除氣凈化作業，并持續通氣直至反應完畢；同時將占總產品質量百分比1～1.67％的AlH₃粉末以流態化方式隨上述氣體加入到合金熔體中；進行攪拌，使AlH₃在合金熔體中分布均勻，并與合金熔體充分反應；靜置、調溫至680～730℃，合金液出爐，沿以下兩種流程分別進行不同制品的鑄造生產。?

流程一：沿流槽傾倒出爐，至立式水冷鑄造機系統，鑄造加工用錠坯，特別是鑄造厚度500mm以上的大型扁錠和直徑500mm以上的圓棒。?

流程二：轉注入鑄件的鑄模中，使用金屬型、砂型或混合型鑄方式，采用重力鑄造、壓力鑄造或差壓鑄造工藝，鑄造鋁合金鑄件，特別是鑄造大型、薄壁或復雜結構的鋁合金鑄件。?

本發明的有益效果是：在鋁熔體中造成了多種晶粒細化元素、質點，對防止基體和強化相的粗大化有良好效果。?