[發明專利]一種含硅高強度鋁合金及其生產工藝

有效

• 申請號: 201710297153.0
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107099703B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 董學民
• 申請（專利權）人: 浙江大俠鋁業有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C32/00;C22F1/043
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 韓燕燕;連圍

本發明提供一種含硅高強度鋁合金及其生產工藝，涉及金屬材料冶煉技術領域，所述含硅高強度鋁合金，以鋁合金型材的總量為基準，按重量百分比含有以下元素：Si 5.23～9.76％，Zn 4.1～4.6％，Mn 0.2～1.5％，Mg 1.5～2.8％，Sn 0.08～1.62％，W 0.05～0.28％，Ti 0.36～0.81％，碳0.56～1.12％，稀土元素0.08～0.16％，其余為Al和不可避免的雜質，本發明的含硅高強度鋁合金中含有碳化物，碳化物具有硬度大、強度高的特點，從而提高鋁合金的強度和硬度，本發明的鋁合金抗壓強度達到617.9MPa，塑性應變力為37.9～46.3％，由于鋁合金材料的組分配比進行合理控制，使合金不需要低溫長時間時效工藝下，縮短了其生產時間，提高了生產效率。

技術領域

本發明涉及金屬材料冶煉技術領域，具體涉及一種含硅高強度鋁合金及其生產工藝。

背景技術

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之伸入，目前鋁合金也是應用最多的合金。鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業上廣泛使用，使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能、物理性能和抗腐蝕性能。硬鋁合金屬AL-Cu-Mg系列，一般含有少量的Mn，可熱處理強化，其特點是硬度大，但塑性較差。超硬鋁屬Al-Cu-Mg-Zn系，可熱處理強化，是室溫下強度最高的鋁合金，但耐腐蝕性差，高溫軟化快。鍛鋁合金主要是Al-Zn-Mg-Si系合金，雖然加入元素種類多，但是含量少，因而具有優良的熱塑性，適宜鍛造，故又稱鍛造鋁合金。

鋁合金具有密度小、比強度和比剛度較高、耐蝕性好及導電導熱性優良、回收容易、低溫性能好等特點，廣泛應用于交通運輸、航空航天、電子電器等領域。鋁合金的主要合金元素有硅、銅、鎂、鋅等，不同的合金元素及其用量對合金的組織性能都有不同的影響。

Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金是20世紀60年代以航空航天用材為背景研制并發展起來的一類高性能鋁合金，具有輕質、高強度、高韌性和低成本等一系列優點，廣泛應用于航空、交通運輸、艦艇和兵器等領域，具有極高的應用價值。然而傳統的Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的強度還有待提高，且鋁合金的綜合性能不佳。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種含硅高強度鋁合金及其生產工藝，通過合理調節合金中各物質的含量，提高鋁合金的強度。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種含硅高強度鋁合金，以鋁合金型材的總量為基準，按重量百分比計，該鋁合金含有以下元素：Si 5.23～9.76％，Zn 4.1～4.6％，Mn 0.2～1.5％，Mg1.5～2.8％，Sn 0.08～1.62％，W 0.05～0.28％，Ti 0.36～0.81％，碳0.56～1.12％，稀土元素0.08～0.16％，其余為Al和不可避免的雜質。

通過添加W、Mn，在體系中形成了鋁化物彌散相，多種鋁化物彌散相協同后，具有細化鑄態晶粒，強化釘扎位錯的作用，從而顯著提高了鋁合金型材的再結晶溫度，降低了晶粒的再結晶，并克服了淬火敏感問題，改善了鋁合金型材的強度、斷裂韌性和抗應力腐蝕性。

鋁合金中，影響鋁合金性能的最重要因素就是合金中各元素的配比，為了進一步提高鋁合金的強度，優選的，以鋁合金的總量為基準，按重量百分比計，所述高強度高韌性鋁合金含有以下元素：Si 6.21～8.54％，Zn 4.1～4.6％，Mn 0.2～1.5％，Mg1.5～2.8％，Sn 0.08～1.62％，W 0.05～0.28％，Ti 0.52～0.61％，碳0.56～1.12％，稀土元素0.08～0.16％，其余為Al和不可避免的雜質。