[發明專利]一種Al-Si-Mg-Li系鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202010006357.6
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111074114B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 石章智;李碩敏;劉雪峰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種Al-Si-Mg-Li系鋁合金的制備方法，其特征在于，

所述Al-Si-Mg-Li系鋁合金按照質量百分比的化學組成為：Si：3.2~22%，Mg：3.1~15%，Li：0.01~10%，其余為Al；

所述鋁合金中還含有Cu、Ge、Ag、Zn、Mn、Zr、Cr、Ti、Bi、Sc、Y、Ni、Mo元素中的至少一種，它們的含量為Cu：0.01~5%，Ge：0.01~5%，Ag：0.01~5%，Zn：0.01~5%，Mn：0.01~3%，Zr：0.01~5%，Cr：0.01~5%，Ti：0.01~5%，Bi：0.01~5%，Sc：0.01~5%，Y：0.01~5%，Ni：0.01~5%，Mo：0.01~5%；

所述鋁合金的密度為1.86~2.65 g/cm³，屈服強度為100~300MPa，抗拉強度為150~500MPa，延伸率為5~30%，硬度為50~200HV，最低釬焊溫度可達565℃，與其他鋁合金的釬焊潤濕角15°；

所述制備方法包含以下3種制備工藝中的任何一種：

工藝1：定向凝固→熱軋→預時效→反復冷軋時效；

工藝2：鑄造→固溶→淬火→激光表面處理→溫軋→時效；

工藝3：快速凝固→激光表面處理→冷軋→時效；

工藝1所述的流程是：定向凝固的溫度梯度為3~10K/mm，下拉速度為5~50mm/min；熱軋溫度為300~480℃，單道次變形量為10~80%，多道次總變形量為30~99.9%；預時效溫度為70~150℃，保溫30分鐘~50天；冷軋單道次變形量為5~30%，多道次總變形量為50~99.9%，時效溫度為100~300℃，保溫時間為0.5~2h，每1~5個冷軋道次進行1次時效；

工藝2所述的流程是：鑄造熔煉溫度為700~850℃；固溶溫度為350~550℃，保溫1~24h；淬火在0~100℃水或礦物淬火油中進行；激光表面處理的激光器功率為100W~6000W，光斑直徑為0.5~6mm，掃描速度為10~900mm/min；溫軋溫度為100~300℃，單道次變形量為10~50%，多道次總變形量為20~99.9%；時效溫度為100~300℃，保溫時間為0.5~24h；

工藝3所述流程中：噴射沉積的噴射溫度為720~850℃，霧化氣壓為1~3MPa，漏嘴孔徑為2~4mm；激光表面處理的激光器功率為100W~6000W，光斑直徑為0.5~6mm，掃描速度為10~900mm/min；冷軋單道次變形量為5~30%，多道次總變形量為50~99.9%；時效溫度為100~300℃，保溫0.5~24h。

2.如權利要求1所述Al-Si-Mg-Li系鋁合金的制備方法，其特征在于，工藝1中反復冷軋時效后形成彌散分布的尺寸2~5μm的細小Si相，并形成柱狀晶內納米級Al₃Li、Mg₂Si、Cu₂Al和Al₃Zr多種析出相復合析出的組織，合金的強度和韌性高，抗蠕變性能好。

3.如權利要求1所述的Al-Si-Mg-Li系鋁合金的制備方法，其特征在于工藝2中處理后形成梯度組織，表層為固溶了Si、Mg和Li多種元素的Al基過飽和固溶體，晶粒尺寸為3~15μm；內層含有2~10μm的Si相，納米級Al₃Li、Mg₂Si、Cu₂Al和Al₃Zr多種析出相，強度和韌性高；表層硬度為80~130HV，耐磨性好，內層強度和韌性高，獲得耐磨高強韌鋁合金。

4.如權利要求1所述Al-Si-Mg-Li系鋁合金的制備方法，其特征在于工藝3中處理后形成梯度組織，表層為固溶了Si、Mg和Li多種元素的Al基過飽和固溶體，晶粒尺寸為3~15μm；內層含有2~10μm的Si相，并形成納米級Al₃Li、Mg₂Si、Cu₂Al和Al₃Zr多種析出相；組織更加細化，表層硬度高達100~200HV，耐磨性好，內層強度和韌性高，獲得耐磨高強韌鋁合金。