[發明專利]一種超硬鋁合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010880017.6
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112251656B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 李新豪;陳蘇堅;李升;李旭濤;王永科
• 申請（專利權）人: 廣州致遠新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22C1/06;B22D43/00;B22D1/00
• 代理公司: 廣州微斗專利代理有限公司 44390
• 代理人: 唐立平

本發明提供一種超硬鋁合金材料，按重量百分比計，包括硅≤0.15％、鐵≤0.15％、銅：0.25％－0.35％、錳：0.60％－0.73％、鎂：1.20％－1.50％、鋅：7.2％－7.6％、鈦：0.01％－0.028％、鉻：0.25％－0.40％、稀土元素：0.03％—0.05％，所述鋅含量和鎂含量的比值為5.0—5.7，所述鋅、鎂、銅含量的重量百分比總和為8.8％—9.3％。本發明提供的超硬鋁合金材料及其制備方法，鋁合金材料具有較好的耐高溫性能。

技術領域

本發明屬于鋁合金技術領域，具體涉及一種超硬鋁合金材料及其制備方法。

背景技術

7系超硬鋁合金經過熱處理(尤其是T6熱處理)強化后，強度高、硬度高、韌性好。通過擠壓成型，其室溫強度可達到600MPa。被廣泛應用于航空航天、汽車等需要高強度的領域。但超硬鋁合金的缺點是抗應力腐蝕性能和斷裂韌性較低，耐熱性不好。如果不進行熱處理的話，其力學性能都比較低，而且工作過程硬度衰減較快，同時，通常工作溫度都必須在120℃以下。

隨著以鋁代鋼、實現輕量化的發展趨勢，對用鋁合金代替鋼鐵應用于模具(尤其是鞋模)上的需求日益迫切，而且提出了具體的鋁合金模具的使用要求。如在鞋模模具應用方面，一是考慮到熱處理環節的成本因素，提出了對鋁合金模具不進行熱處理的需求；二是由于鞋模模具采用了300℃以上的噴鐵氟龍工藝后，相當于進行了退火處理導致影響到原有硬度的降低；三是鞋模模具的工作溫度通常在180-190℃，遠超出了傳統超硬鋁合金的工作溫度范圍；四是要求鞋模模具的鑄態第7天硬度達到120HBW以上，并且在180-190℃的高溫與常溫交變條件下連續使用后硬度的衰減速度要慢，三個月后仍不能低于80HBW。

然而目前的超硬鋁合金難以達到上述要求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種可實現在較高溫度下工作的超硬鋁合金材料及其制備方法。

本發明提供一種超硬鋁合金材料，按重量百分比計，包括硅≤0.15％、鐵≤0.15％、銅：0.25％－0.35％、錳：0.60％－0.73％、鎂：1.20％－1.50％、鋅：7.2％－7.6％、鈦：0.01％－0.028％、鉻：0.25％－0.40％、稀土元素：0.03％—0.05％，所述鋅含量和鎂含量的比值為5.0—5.7，所述鋅、鎂、銅含量的重量百分比總和為8.8％—9.3％。

優選地，還包括鎘≤0.01％。

優選地，還包括鉛≤0.1％。

本發明還提供一種超硬鋁合金材料，按重量百分比計，由如下組分組成：硅≤0.15％、鐵≤0.15％、銅：0.25％－0.35％、錳：0.60％－0.73％、鎂：1.20％－1.50％、鋅：7.2％－7.6％、鈦：0.01％－0.028％、鉻：0.25％－0.40％、稀土元素：0.03％—0.05％、鉛：≤0.1、鎘≤0.01，余量為鋁，所述鋅含量和鎂含量的比值為5.0—5.7，所述鋅、鎂、銅含量的重量百分比總和為8.8％—9.3％。

優選地，所述超硬鋁合金材料用于制備鞋模模具。

本發明還提供一種超硬鋁合金材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)向爐膛中加入80％-99％的鋁錠，升溫至830℃-850℃；

(2)加入錳添加劑、鉻添加劑和銅，然后加入剩余的鋁錠；

(3)加入鋅熔化，溫度控制在750℃－770℃之間；

(4)進行精煉后加入鎂；

(5)控制溫度在740℃-760℃之間加入鋁鈦硼細化劑；

(6)加入稀土中間合金；

(7)溫度740℃-760℃開始澆鑄，澆鑄過程中，溫度控制在710℃－760℃。