[發明專利]一種高溫抗蠕變變形的鋁合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011230296.8
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112375948B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 陳廣川;陶衛建;薛烽;陶衛鋒;王明華
• 申請（專利權）人: 同曦集團有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/047;C22F1/05
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種高溫抗蠕變變形的鋁合金及其制備方法和應用，所述高溫抗蠕變變形的鋁合金的成分包括：Si、Mg、Mn、Cu、Ti、Ni、Nd和Al。本發明所涉及的鋁合金采用硅鎂銅元素作為強化項元素，且同時添加金屬鎳、釹，固溶處理后，使其生成的高熔點中間化合金物有效釘扎在晶界處，在高溫狀況下有效地避免晶界的滑移，因而具有良好高溫耐熱抗蠕變性能，各組分配比合理，耐熱性能提高，高溫尺寸穩定性能提高，且具有優異的機械性能；同時陽極氧化性能良好，可以得到外觀精美的視覺效果。

技術領域

本發明屬于鋁合金技術領域，具體涉及一種高溫抗蠕變變形的鋁合金及其制備方法和應用。

背景技術

部分鋁合金防火門窗，防火幕墻結構在受到火災時，由于其耐熱性能不佳，短時間內變形嚴重現象，室內人員開啟逃離困難；及少量夏季受到太陽暴曬時，表面溫度或達70℃以上的建筑承重鋁結構，鋁結構變形應力增強，少數鋁合金門窗玻璃出現開裂現象；有小數高空幕墻玻璃出現脫落現象，給安全帶來隱患。因此，提升鋁合金高溫耐熱抗蠕變性能，可以大大提升該鋁制門窗、高空幕墻的安全系數。

CN108950314A公開了一種耐高溫鋁合金汽車輪轂的制備方法，所述鋁合金汽車輪轂按重量份包括95-97份鋁、1-1.5份鎂、0.2-0.5份鉻、0.5-0.8份鋅、0.05-0.1份錫、0.5-0.8份鐵、1-2份耐高溫納米粉末，其中所述耐高溫納米粉末按重量份包括30-40份碳、50-60份鈷、5-8份鎳、5-10份鉍、1-5份鈦。經測試，該鋁合金汽車輪轂，耐高溫性能好，進而提高了鋁合金質輪轂的適用性。

CN108642354A公開了一種汽車發動機用耐高溫抗腐蝕鋁合金型材及其制備方法，其中，鋁合金基體包括以下組分：Cu、Mn、Cr、Zr、B、Be、Mg、Zn、Si、Fe、Ti、Ni、V、La、Eu、Er，其余為Al及不可避免的雜質；涂層的原料按重量份包括：25-40份TiC、15-25份NiO、10-20份TiO₂。本發明提出的一種汽車發動機用耐高溫抗腐蝕鋁合金型材及其制備方法，鋁合金型材具有良好的力學性能及優異的耐高溫和抗腐蝕性能，其使用壽命長，有效提高汽車發動機性能。

現有技術中關于如何更好地提高鋁合金的耐高溫抗蠕變性能以及如何兼顧優異的機械性能的策略還十分有限，因此開發出一種具有優異高溫抗蠕變變形性能和機械性能的新的鋁合金產品是非常有意義的。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高溫抗蠕變變形的鋁合金及其制備方法和應用。

本發明所提及的“高溫抗蠕變變形”是指200℃下蠕變系數低于2.52×10^-6(ε)。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種高溫抗蠕變變形的鋁合金，所述高溫抗蠕變變形的鋁合金的成分包括：Si、Mg、Mn、Cu、Ti、Ni、Nd和Al。

本發明所涉及的鋁合金采用硅鎂銅元素作為強化項元素，且同時添加金屬鎳、釹，固溶處理后，使其生成的高熔點中間化合金物有效釘扎在晶界處，在高溫狀況下有效地避免晶界的滑移，因而具有良好高溫耐熱抗蠕變性能，各組分配比合理，耐熱性能提高，高溫尺寸穩定性能提高，且具有優異的機械性能；同時陽極氧化性能良好，可以得到外觀精美的視覺效果。

優選地，所述高溫抗蠕變變形的鋁合金的成分以重量百分含量計包括：Si 0.55-0.75％、Mg 0.80-1.20％、Mn 0.05-0.15％、Cu 0.55-0.80％、Ti 0.01-0.05％、Ni 1.40-1.90％、Nd 0.50-1.00％和Al 93.5-96.00％。

本發明所涉及的鋁合金中各組分按照上述特定的質量進行搭配時，在高溫耐熱抗蠕變性能和機械性能方面具有最好的效果。