[發明專利]一種易切削鋁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202010128320.0
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111218592A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 薛烽;于紅光;陶衛建;張力;王明華
• 申請（專利權）人: 同曦集團有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/053
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種易切削鋁合金，其特征在于，按照質量百分比計所述鋁合金的組分包括：Mg1.0-2.5％、Zn 5.5-7.5％、Sn 0.2-1.0％、Bi 0.3-0.5％、In 0.02-0.1％，Ti 0.01-0.05％，雜質元素Si≤0.15％、Cu≤0.10％、Mn≤0.05％、Fe≤0.15％，不可避免的雜質元素，余量為Al。

2.一種權利要求1所述的易切削鋁合金的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將金屬鋁融化后，向得到的鋁液中加入金屬鎂、金屬鋅，金屬錫、金屬鉍以及金屬銦，其中錫、鉍以及銦以三元中間合金的形式加入，混合得到鋁合金液；

(2)對步驟(1)得到的鋁合金液進行精煉，靜置后加入鋁硼鈦合金進行細化處理，再進行除氣過濾處理得到鑄造液；

(3)對步驟(2)得到的所述鑄造液進行半連續鑄造，第一冷卻后進行均勻化處理，第二冷卻后的得到鋁合金棒，對所述鋁合金棒進行熱擠壓處理，第三冷卻后進行雙級時效處理，第四冷卻后得到所述易切削鋁合金。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述金屬鋁加熱融化的溫度為720～750℃。

4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述混合的方式為攪拌；

優選地，所述攪拌的時間為20～30min；

優選地，所述攪拌后加入打渣劑進行噴吹攪拌；

優選地，所述打渣劑的用量為1～1.5kg/噸鋁液。

5.根據權利要求2-4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述精煉為使用氬氣和無鈉精煉劑進行噴吹精煉；

優選地，所述無鈉精煉劑的加入量為2～4kg/噸鋁液；

優選地，所述錘煉的時間為10～30min；

優選地，步驟(2)所述靜置為靜置5～10min后扒渣再靜置5～15min。

6.根據權利要求2-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述鋁硼鈦合金的加入量為2～6kg/噸鋁液；

優選地，步驟(2)所述除氣過濾中除氣使用的除氣機中轉子速率為100～200rpm，氬氣的流量為0.5～0.8m³/h；

優選地，所述除氣過濾中過濾操作使用泡沫陶瓷過濾板或管式過濾器；

優選地，所述泡沫陶瓷過濾板的孔隙率為40～60ppi；

優選地，所述管式過濾器為B級。

7.根據權利要求2-6任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述半連續鑄造的溫度為690～710℃；

優選地，步驟(3)所述半連續鑄造的速度為50～70mm/min；

優選地，步驟(3)所述第一冷卻的冷卻水壓力為0.5～0.8MPa；

優選地，步驟(3)所述均勻化處理的溫度為475～490℃；

優選地，步驟(3)所述均勻化處理的時間為12～24h。

8.根據權利要求2-7任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述熱擠壓處理中所述鋁合金棒的溫度為410～450℃；

優選地，步驟(3)所述熱擠壓處理中模具的溫度為400～420℃；

優選地，步驟(3)所述熱擠壓處理中擠壓筒的溫度為380～420℃；

優選地，步驟(3)所述熱擠壓處理中擠壓速度為3～6m/min；

優選地，步驟(3)所述熱擠壓處理中加壓比為30～60；

優選地，步驟(3)所述第三冷卻中冷卻水的溫度小于40℃。

9.根據權利要求2-8任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述雙級時效處理中第一級時效溫度為100～110℃，時間為4～8h；

優選地，，步驟(3)所述雙級時效處理中第二級時效溫度為150～170℃，時間為4～8h。

10.根據權利要求2-9任一項所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將金屬鋁在720～750℃下融化后，向得到的鋁液中加入金屬鎂、金屬鋅，金屬錫、金屬鉍以及金屬銦，其中錫、鉍以及銦以三元中間合金的形式加入，攪拌混合20～30min得到鋁合金液；

(2)使用氬氣和無鈉精煉劑對步驟(1)得到的鋁合金液進行噴吹精煉10～30min，所述無鈉精煉劑的加入量為2～4kg/噸鋁液，靜置5～10min后扒渣再靜置5～15min，加入鋁硼鈦合金進行細化處理，所述鋁硼鈦合金的加入量為2～6kg/噸鋁液，再進行除氣過濾處理得到鑄造液；

其中，所述除氣過濾中除氣使用的除氣機中轉子速率為100～200rpm，氬氣的流量為0.5～0.8m³/h，所述除氣過濾中過濾操作使用泡沫陶瓷過濾板或管式過濾器，所述泡沫陶瓷過濾板的孔隙率為40～60ppi，所述管式過濾器為B級；

(3)對步驟(2)得到的所述鑄造液進行半連續鑄造，半連續鑄造的速度為50～70mm/min，第一冷卻后進行均勻化處理，均勻化處理的溫度為475～490℃，時間為12～24h，第二冷卻后的得到鋁合金棒，對所述鋁合金棒進行熱擠壓處理，第三冷卻后進行雙級時效處理，第一級時效溫度為100～110℃，時間為4～8h，第二級時效溫度為150～170℃，時間為4～8h，第四冷卻后得到所述易切削鋁合金；

其中，所述熱擠壓處理中所述鋁合金棒的溫度為410～450℃，模具的溫度為400～420℃，擠壓筒的溫度為380～420℃，擠壓速度為3～6m/min，加壓比為30～60。