[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710026317.6
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106544558B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 於國良;吳振江;葉青嵐;黃新民
• 申請（專利權(quán)）人: 吳振江
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/03;C22F1/047;B22D11/16
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務(wù)所11399
• 代理人: 朱健,陳國軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種鋁合金鉚釘線及其制備方法，尤其涉及一種高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線及其制備方法。

背景技術(shù)

鉚釘是利用自身形變或過盈連接被鉚接的零件，其廣泛用于建筑、汽車、船舶、飛機(jī)、機(jī)器、電器、家具等產(chǎn)品上。按材料分類，鉚釘主要分為金屬材料鉚釘和非金屬塑料鉚釘；而金屬材料鉚釘主要分為不銹鋼材質(zhì)的鉚釘和鋁合金材料的鉚釘。

鉚釘是用線材制成的，線材的性能很大程度上決定了鉚釘?shù)男阅?，如何制造性能?yōu)異的鉚釘用線材，至關(guān)重要。

不銹鋼材料的鉚釘，強(qiáng)度重量比低，且為了滿足實(shí)際應(yīng)用需求，需要經(jīng)過鍍鋅處理，生產(chǎn)成本高，工藝復(fù)雜，對環(huán)境具有污染性。

現(xiàn)有鋁合金材料的鉚釘，強(qiáng)度和塑性都不能很好地滿足日益發(fā)展的應(yīng)用需求。高強(qiáng)度、輕量化是鉚釘材料的發(fā)展方向，特別是在高鐵、航空航天等領(lǐng)域，其主要結(jié)構(gòu)材料為鋁合金。例如商用飛機(jī)的鋁制結(jié)構(gòu)與零部件凈質(zhì)量占飛機(jī)總凈質(zhì)量的60％-80％。如何采用高強(qiáng)度重量比、具有優(yōu)良塑性的鋁合金鉚釘，在降低鉚釘與結(jié)構(gòu)件之間接觸腐蝕傾向的同時(shí)，提高鉚接安全可靠性，具有重要意義。

在本發(fā)明完成之前，尚未見到用與本發(fā)明制備方法相同的高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線產(chǎn)品，也未見到有與本發(fā)明相同的高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線的制備方法在文獻(xiàn)中有記載。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線以及高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線的制備方法。

本發(fā)明采用多元合金化成分配比，綜合利用快速熔化、電磁攪拌等技術(shù)，創(chuàng)新性地對結(jié)晶器進(jìn)行分區(qū)加熱控溫，快速形成沿成型方向均勻分布的細(xì)小等軸晶核，通過對結(jié)晶器冷卻控制，使鋁合金熔體以沿成型方向均勻分布的細(xì)小等軸晶核為形核核心，由凝固外殼向芯部快速形成細(xì)小的等軸晶，獲得優(yōu)異的鋁合金組織；配合優(yōu)化的軋制、熱處理與拉制工藝，實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異性能的線材成型加工。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線，所述高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線按重量百分比包含如下元素：鐵Fe 0.15％-0.45％，硅Si 0.10％-0.30％，銅Cu 0.05％-0.20％，鈧Sc 0.01％-0.65％，鈰Ce 0.001％-0.15％，鎂Mg 2.5％-5.8％，鉻Cr 0.05％-0.25％，鎳Ni0.002％-0.02％，鋅Zn 0.12％-0.25％，硼B(yǎng) 0.001％-0.005％，余量為鋁Al。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線的直徑為1.43mm-6.01mm；所述高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線及鉚釘?shù)膹?qiáng)度為340MPa-585MPa，延伸率≥19％，剪切強(qiáng)度≥319MPa。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種高強(qiáng)度鋁合金鉚釘線的制備方法，包括：

步驟一：鋁中間合金顆粒制備

將鋁中間合金錠熔化，連鑄得到鋁中間合金桿，然后將鋁中間合金桿切斷制成直徑為12mm、長度(即高度)為25mm的圓柱體顆粒，顆粒重量為9g-20g；

步驟二：配料

按重量百分比：鐵Fe 0.15％-0.45％，硅Si 0.10％-0.30％，銅Cu 0.05％-0.20％，鈧Sc 0.01％-0.65％，鈰Ce 0.001％-0.15％，鎂Mg 2.5％-5.8％，鉻Cr 0.05％-0.25％，鎳Ni0.002％-0.02％，鋅Zn 0.12％-0.25％，硼B(yǎng) 0.001％-0.005％，余量為鋁Al，進(jìn)行配料，以準(zhǔn)備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：鋁錠快速熔化

采用快速熔鋁子母爐，利用1350℃的高溫爐氣和前爐鋁熔體浸沒所述鋁錠，實(shí)現(xiàn)快速熔化，得到755℃鋁熔體；

步驟四：保溫、精煉

轉(zhuǎn)移所述鋁熔體至傾動式保溫爐，電磁攪拌處理10min-15min；然后靜置30min，除渣并將鋁熔體升溫至780℃；

步驟五：合金化

采用氣動加料射槍將鋁中間合金顆粒均勻射到保溫爐內(nèi)鋁熔體中，實(shí)現(xiàn)鋁中間合金的快速熔化和均勻分布；對保溫爐中鋁熔體保溫30min，進(jìn)行電磁攪拌10min-15min；利用在線式精煉爐進(jìn)行精煉處理，除渣處理，靜置20min；得到鋁合金熔體；

步驟六：澆注

采用例如120目的超細(xì)剛玉過濾板對在線式精煉爐處理后的鋁合金熔體進(jìn)行過濾，去除直徑10μm以上的雜質(zhì)，并使其使流入上澆包，通過流量控制器后流入下澆包；

步驟七：定向凝固