[發明專利]一種廢鋁再生高強韌鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202110096065.0
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112899532B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 陳學文;王順成;鄺治全;付亞城
• 申請（專利權）人: 廣東工程職業技術學院;佛山市辰輝金屬科技有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/043
• 代理公司: 廣州海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 馬赟齋;冼俊鵬

本發明公開了一種廢鋁再生高強韌鋁合金及其制備方法，屬于鋁合金制備技術領域。鋁合金由以下質量百分比的成分組成：Si 8.52～8.74％，Mg 0.35～0.38％，Fe 0.63～0.64％，Cr 0.037～0.043％，Ti 0.012～0.016％，Mn 0.034～0.035％，Ni 0.020～0.030％，Ba 0.030～0.040％，C 0.004～0.006％，B 0.005～0.010％，余量為Al和雜質元素。本發明以廢鋁為主要原材料再生高強韌鋁合金，實現Al、Si、Mg等金屬資源的循環利用，提高了廢鋁的使用價值，降低了鋁合金的生產成本。制備的鋁合金的強度高、塑性好，適合于鑄造成型各種對強度和塑性要求較高的受力結構件。

技術領域

本發明屬于鋁合金技術領域，具體涉及一種廢鋁再生高強韌鋁合金及其制備方法。

背景技術

鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能、機械加工性能和耐磨性能，廣泛應用于汽車、摩托車、電子電器、機械裝備等領域。隨著汽車輕量化的發展，大量零部件，如汽車轉向節、減震塔、懸掛支架、氣囊支撐臂、控制臂、制動器卡鉗等，都需要“以鋁代鋼”，已到達汽車輕量化的目的。這些零部件在汽車上都屬于安全系統的受力結構件，因此，汽車輕量化的發展對這些鋁合金零部件的綜合力學性能也要求越來越高，如高的強度和優良的塑性，以提高汽車的安全性和使用壽命。

現有鑄造鋁合金，如ADC10、ADC12等，雖然具有很好的鑄造流動性和機械加工性能，但普遍存在強度偏低、塑性較差的問題，嚴重制約了鑄造鋁合金在汽車零部件上的應用。另外，現有鑄造鋁合金主要以純鋁為主要原材料，在熔煉過程中再加入硅、鎂等合金元素來制備，導致鑄造鋁合金的生產成本高。因此，現有鑄造鋁合金及其制備生方法仍有待改進和發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種廢鋁再生高強韌鋁合金，該廢鋁再生鋁合金以廢鋁為主要原材料，通過優化鋁合金的成分組成，提高了鋁合金的強度和塑性，并降低了鋁合金的生產成本。

本發明的目的還在于提供上述廢鋁再生高強韌鋁合金的制備方法，該方法工藝簡潔，易于工業化生產。

本發明的上述第一個目的可以通過以下技術方案來實現：一種廢鋁再生高強韌鋁合金，由以下質量百分含量的組分組成：Si 8.52～8.74％，Mg 0.35～0.38％，Fe 0.63～0.64％，Cr 0.037～0.043％，Ti 0.012～0.016％，Mn 0.034～0.035％，Ni 0.020～0.030％，Ba 0.030～0.040％，C 0.004～0.006％，B 0.005～0.010％，余量為Al和雜質元素，雜質元素單個含量≤0.05％，總量≤0.15％。

所述雜質元素為本領域公知的常規雜質元素。

在本發明的廢鋁再生鋁合金的各組分組成中：

其中，Si是鋁合金的主要合金元素，Si與Al可形成Al+Si共晶液相，提高鋁合金的流動性。Si還能與Mg可形成Mg₂Si強化相，增強鋁合金的強度。另外，當共晶Si相呈細小均勻的顆粒狀或短纖維狀彌散分布在α-Al基體上，還能提高鋁合金的強度、耐熱性能和機械加工性能。

Mg元素在鋁合金中既有固溶強化作用，還能與Si形成Mg₂Si強化相，進一步增強鋁合金的強度。Mg含量越高，鋁合金的強度也越高，但Mg含量太高也會引起鋁合金的塑性下降。

Fe是鋁合金中不可避免的元素，適量的Fe含量可以提高鋁合金的脫模性能，有利于鋁合金從鑄造模具中分離，另外，當富鐵相呈細小均勻的顆粒狀并彌散分布在鋁基體內部時，還能提高鋁合金的強度、耐磨和耐熱性能。