[發明專利]一種鋁合金半固態坯料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210150728.3
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102644011A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 黃引平;馬敏團;李高鋒;張懷章;劉春溪;王澤
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第十二研究所
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C21/10;C22C21/08;B22D11/114
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明涉及一種鋁合金半固態坯料，還涉及這種鋁合金半固態坯料的制備方法。

背景技術

半固態成形技術作為一種新型的金屬凝固成形工藝，可獲得性能優異的各種金屬材料及復合材料成形件，是本世紀最有發展前景的近凈成形技術之一。由于半固態成形技術打破了傳統的枝晶凝固模式，在成分與組織均勻性、提高成形件的綜合性能及降低工件內部缺陷等方面具有其獨特的優勢，受到了越來越廣泛的關注。對半固態凝固成形技術研究已成為近年國內外金屬材料領域競相開展的一個方向，尤其是變形鋁合金的半固態成形技術是研究的熱點。

20世紀70年代初期，美國麻省理工學院的M.C.Flemings教授和David?Spencer博士提出了半固態加工技術。我國從上世紀70年代后期陸續開展半固態金屬成形技術的研究，主要是從理論上進行了探索性研究。關于半固態加工實驗方面的研究主要集中在（1）材料的制備：包括機械攪拌法、單輥旋轉法、電磁攪拌法、機械振動法等；（2）半固態加工材料的成形，包括壓鑄成形、模鍛成形、注射成形和連鑄成形等加工工藝。

半固態成形的關鍵是半固態漿料的制備，要求半固態漿料的原始組織為細小、等軸的非枝晶組織。目前，有多種方法可以獲得該種組織，如機械攪拌法、電磁攪拌法、應變誘發激活方法（SIMA法）、等溫處理法、近液相線澆注法以及噴射沉積鑄造法等，其中普遍采用并進入工業應用的方法是電磁攪拌法、應變誘發激活方法（SIMA法）等。從總體上來說，一般的機械攪拌法無法制備出高質量的半固態金屬材料，也無法滿足商業生產的需要。近液相線澆注法由于澆注溫度要求控制在液相線附近，工藝條件非常苛刻，操作困難。電磁攪拌法和應變誘發激活方法（SIMA法）對設備的要求較高，制備成本昂貴而難于推廣普及。

申請號為200310115376.9，公開號為1619004A，公開日為2005年5月25日的專利申請公開了“一種半固態成形用鋁合金及其半固態坯料制備方法”，其材料為AL-Mg-Si系鑄造鋁合金，采用電磁振動方法制備半固態坯料，不僅耐腐蝕性差，而且抗拉強度低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐腐蝕性好且抗拉強度高的鋁合金半固態坯料，解決現有技術存在的半固態坯料機械性能低、耐腐蝕性差的問題。

本發明的另一個目的為提供所述鋁合金半固態坯料的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的，一種鋁合金半固態坯料，其特征在于：所述坯料為變形鋁合金，由以下組分組成：Mg、Zn、Cu、Al及組分A，所述的組分A選自Cr、Si、Fe或Mn中的至少兩種。

所述變形鋁合金各成分的比例為Mg：1.2～3.0wt％，Zn：3.0～6.8wt％，Cu：1.0～2.0wt％，Cr：0.05～0.3wt％，Si：0.1～0.5wt％，Fe：0.2～0.5wt％，Mn：0.1～0.4wt％，其余為鋁。

所述鋁合金半固態坯料的制備方法為將所述變形鋁合金的金屬熔體在中間包進行超聲振動半連續鑄造，制成半固態坯料。

所述中間包溫度為680-700℃，超聲振動頻率為20000-30000Hz，鑄型預熱溫度為200-600℃。

所述超聲振動半連續鑄造前，將所述變形鋁合金進行熔煉、精煉和除渣。

所述熔煉過程中鋁合金的熔體溫度為690-710℃。

所述精煉后的鋁合金熔體溫度為680-690℃。

本發明具有如下有益效果：

1、本發明采用變形鋁合金，耐腐蝕性好，且各成分之間的配比精度要求較低，即成分的微小波動不會造成鋁合金流變性、觸變性及機械性能的明顯波動。

2、本發明采用超聲振動的方法制備鋁合金半固態坯料，其抗拉強度高，可達480MPa，晶粒細，平均直徑小于40μm，且成形性能好，工藝條件要求較低，便于控制和操作。

附圖說明

圖1為本發明實施例300瓦超聲波下鋁合金的初生相形態圖；

圖2為本發明實施例200瓦超聲波下鋁合金的初生相形態圖。

具體實施方式