[發(fā)明專(zhuān)利]添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產(chǎn)高強(qiáng)型材的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710089721.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106825586A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紹著;吳永俠;于躍;蔣孝平;郭川
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 臨沂市科學(xué)技術(shù)合作與應(yīng)用研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B22F8/00
• 分類(lèi)號(hào): B22F8/00;B22F3/20;C22C1/05;C22C21/00;C22C32/00
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所37218
• 代理人: 徐明雙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產(chǎn)高強(qiáng)型材的方法。

背景技術(shù)

鋁及鋁合金密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性、抗氧化性、導(dǎo)電和熱性?xún)H次于銀和銅，且加工性好，無(wú)毒，還有良好的低溫反射性能，無(wú)磁性，不起火花，表面光澤美觀，能表面涂飾等多種特殊性能。我國(guó)是鋁制品的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，然而，我國(guó)的鋁土礦資源卻很匱乏，目前鋁土礦可開(kāi)采年限不足30年。因此，不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)需求與相對(duì)貧乏的鋁礦資源已成為我國(guó)鋁業(yè)未來(lái)發(fā)展的瓶頸環(huán)節(jié)，這一矛盾促進(jìn)了中國(guó)再生鋁工業(yè)的迅速發(fā)展。

鋁合金型材擠壓技術(shù)在汽車(chē)、船舶、鐵路、航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域以及建筑等民用領(lǐng)域越來(lái)越顯示出其重要地位，其使用量巨大。鋁合金擠壓型材在機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生的干燥鋁合金屑存放具有很大的安全隱患，直接重熔回收鋁合金屑氧化燃燒嚴(yán)重，其材料的回收率較低。鋁合金企業(yè)多將鋁合金屑以較低價(jià)格賣(mài)掉，變賣(mài)會(huì)造成一定的成本損失，尤其在鋁合金價(jià)格不斷上漲時(shí)期，鋁合金屑安全且高回收率回收對(duì)鋁合金企業(yè)節(jié)約原材料成本方面具有重要意義。同時(shí)，隨著工程需要的提高，對(duì)鋁合金型材質(zhì)量的要求越來(lái)越高，不僅要求產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度提高，還需要同步提高伸長(zhǎng)率。因此，急需設(shè)計(jì)一種能夠解決上述問(wèn)題的利用鋁合金屑生產(chǎn)高強(qiáng)型材的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種生產(chǎn)周期短、工藝簡(jiǎn)單、回收率高的添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產(chǎn)高強(qiáng)型材的方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產(chǎn)高強(qiáng)型材的方法，是由以下步驟組成的：

1)取鋁合金屑和二硼化鈦粉末，球磨機(jī)內(nèi)球磨，得初料；

2)將初料加至金屬屑餅機(jī)中壓制成圓柱形的鋁合金料塊；

3)將鋁合金料塊放至預(yù)熱爐中，以10-25℃/min的速度預(yù)熱至480-520℃；

4)將預(yù)熱后的鋁合金料塊置于擠壓機(jī)中，墩粗排氣，以8-12m/min的速度擠壓成型，制得高強(qiáng)型材。

所述二硼化鈦粉末的加入量為鋁合金屑重量的0.05-1％。

所述二硼化鈦粉末的粒徑≤0.5μm。

所述球磨時(shí)間為3-5min。

所述鋁合金料塊的高度為50-100mm，密度為2.55-2.60g/cm³，料塊直徑較擠壓機(jī)料筒直徑小10-15mm。

所述擠壓機(jī)模具溫度為480-500℃，擠壓機(jī)料筒溫度為380-420℃，擠壓比為10-100：1。

本發(fā)明中，鋁合金屑中加入二硼化鈦粉末充分球磨，使兩者混合均勻，并增加二硼化鈦粉末的活性，可顯著增強(qiáng)型材強(qiáng)度，獲得高強(qiáng)鋁合金型材。其強(qiáng)化機(jī)理為彌散二硼化鈦粉末強(qiáng)度較高，均勻分布在鋁合金屑中，且與鋁合金屑結(jié)合良好，能夠與鋁合金屑形成共格或半共格應(yīng)力場(chǎng)，相鄰的顆粒像“柵欄”一般對(duì)要通過(guò)的位錯(cuò)起到阻礙作用，即為彌散強(qiáng)化。當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到相近的顆粒，位錯(cuò)線(xiàn)將不得不繞過(guò)顆粒前進(jìn)，并在顆粒周?chē)纬晌诲e(cuò)環(huán)，從而有效提高復(fù)合材料的強(qiáng)度。

進(jìn)一步的，在鋁合金型材回復(fù)再結(jié)晶的過(guò)程中，晶核優(yōu)先依附于二硼化鈦粉末的固體表面形成，因此二硼化鈦粉末大大提高核心數(shù)量，初步達(dá)到細(xì)晶效果；二硼化鈦粉末部分存在于晶界，晶界對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)有著很強(qiáng)烈的阻礙作用。當(dāng)晶內(nèi)位錯(cuò)移動(dòng)到晶界處將難以繼續(xù)前進(jìn)，而在晶界處積塞。晶界阻擋了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，起到了強(qiáng)化的效果。因此，晶粒細(xì)化能夠有效地提高復(fù)合材料的強(qiáng)度及韌性。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明具有生產(chǎn)周期短、工藝簡(jiǎn)單、鋁合金屑回收率高的特點(diǎn)，制備的型材具有較高的強(qiáng)度和韌性，大大降低材料的加工成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產(chǎn)高強(qiáng)型材的掃描電鏡圖片；

圖2為添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產(chǎn)高強(qiáng)型材的金相照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產(chǎn)高強(qiáng)型材的方法，是由以下步驟組成的：

1)取鋁合金屑和二硼化鈦粉末，球磨機(jī)內(nèi)球磨，得初料；

2)將初料加至金屬屑餅機(jī)中壓制成圓柱形的鋁合金料塊；

3)將鋁合金料塊放至預(yù)熱爐中，以10℃/min的速度預(yù)熱至520℃；

4)將預(yù)熱后的鋁合金料塊置于擠壓機(jī)中，墩粗排氣，以8m/min的速度擠壓成型，制得高強(qiáng)型材。

所述二硼化鈦粉末的加入量為鋁合金屑重量的0.05％。