[發明專利]一種鋁單板用鑄態合金材料及其制備方法有效

申請號：	201610043898.X	申請日：	2016-01-22
公開（公告）號：	CN105648280A	公開（公告）日：	2016-06-08
發明（設計）人：	耿浩然;盛萌;王廣臣;姬朋飛;孫曉飛	申請（專利權）人：	濟南大學
主分類號：	C22C21/00	分類號：	C22C21/00;C22C21/08;C22C21/02;C22C1/03
代理公司：	濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240	代理人：	李茜
地址：	250022 山***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種單板用鑄態合金材料及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種鋁單板用鑄態合金材料，以及其制備方法，屬于鋁合金材料制造領域。

背景技術

工業上，建筑材料用鋁單板常采用3系Al-Mn合金，屬于熱處理不可強化的變形鋁合金，該類材料具有重量輕、強度適中、塑性高、延展加工性能好、焊接性能好、抗腐蝕性強、表面光潔等優良的綜合性能。其中具有代表性的是3003Al-Mn合金，因其添加了Mn元素，使得其強度和硬度比純鋁要高，廣泛的應用于容器、裝飾建筑材料等方面。

Mn是Al-Mn合金中的主要成分，含量在1.0%~1.6%之間，含量過高會影響合金的鑄造和壓延等性能，過低則使得力學性能降低。但由于Mn的存在，在鑄造冷卻時容易產生偏析，導致合金的性能降低。在Al-Mn合金中不可避免的存在Fe元素，Fe可溶于MnAl₆中形成(FeMn)Al₆，它是合金中的雜質相，質硬而脆，會減低合金的力學性能，這就限制了該系合金的應用。同時，隨著工業和裝飾業的不斷擴展，傳統的Al-Mn合金強度偏低，已不能滿足要求。目前，對Al-Mn系合金的研究主要集中在改進熔鑄方法及加工工藝上，以此來改善合金微觀組織，提高力學性能。雖然對Al-Mn合金的研究取得了一些成果，但這些研究多集中于通過局部工藝來改善合金某一性能，依然存在強度較低等問題。為了提高Al-Mn合金的強度，研究者在合金中加入了多種合金元素，如Cu，Fe，Si，Mg，Zn等。但是，這樣做一方面使合金的生產成本提高，另一方面，強度值與塑性之間不能很好配合，使得加工性能惡化，存在合金在提高某些性能的同時，其他性能出現下降的矛盾，不適用于工業生產。人們希望能夠在保持良好的加工性能的基礎上進一步提高材料的力學性能，這可以起到減小材料尺寸和重量的效果，降低材料制件的生產成本。

發明內容

為解決以上問題，本申請發明針對工業應用提供了一種鋁單板用鑄態合金材料及其制備方法，所制備出的合金材料具有良好的強度與塑性，滿足了鋁單板材料后期壓延加工和使用的要求，生產成本較低。

本發明是通過以下措施來實現的：

本發明的合金由以下成分組成（質量分數）：1.0%≤Mn≤1.6%，0.1%≤Si≤1.0%，0.2%≤Mg≤1.2%，0.05%≤Ti≤0.2%，0.01%≤B≤0.04%，0.05%≤Zn≤0.5%，0.1%≤Y≤0.6%，其余為Al和其他不可避免的雜質。

上述本發明的合金材料的最優成分為（質量分數）：1.0%≤Mn≤1.3%，0.1%≤Si≤0.5%，0.3%≤Mg≤0.8%，0.1%≤Ti≤0.15%，0.02%≤B≤0.03%，0.1%≤Zn≤0.3%，0.1%≤Y≤0.3%，其余為Al和其他不可避免的雜質。

上述本發明的合金材料，所述Ti、B元素以Al-5%Ti-1%B中間合金形式加入。

上述本發明的合金材料，所述Mn元素以Al-10%Mn中間合金形式加入。

上述本發明的合金材料，所述Y元素以Al-10%Y中間合金形式加入。

上述本發明的合金材料，所述Si元素以Al-20%Si中間合金形式加入。

上述本發明的鑄態合金材料的制備方法，采用以下步驟：

（1）按配比取純鋁錠、鋁-錳中間合金作為原料；

（2）將純鋁錠、鋁-錳中間合金放入石墨粘土坩堝中，用電阻爐熔化至820~890℃并保溫10-30分鐘；