CN107099703B - 一种含硅高强度铝合金及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种含硅高强度铝合金及其生产工艺,涉及金属材料冶炼技术领域,所述含硅高强度铝合金,以铝合金型材的总量为基准,按重量百分比含有以下元素:Si 5.23~9.76%,Zn 4.1~4.6%,Mn 0.2~1.5%,Mg 1.5~2.8%,Sn 0.08~1.62%,W 0.05~0.28%,Ti 0.36~0.81%,碳0.56~1.12%,稀土元素0.08~0.16%,其余为Al和不可避免的杂质,本发明的含硅高强度铝合金中含有碳化物,碳化物具有硬度大、强度高的特点,从而提高铝合金的强度和硬度,本发明的铝合金抗压强度达到617.9MPa,塑性应变力为37.9~46.3%,由于铝合金材料的组分配比进行合理控制,使合金不需要低温长时间时效工艺下,缩短了其生产时间,提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料冶炼技术领域,具体涉及一种含硅高强度铝合金及其生产工艺。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之伸入,目前铝合金也是应用最多的合金。铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AL-Cu-Mg系列,一般含有少量的Mn,可热处理强化,其特点是硬度大,但塑性较差。超硬铝属Al-Cu-Mg-Zn系,可热处理强化,是室温下强度最高的铝合金,但耐腐蚀性差,高温软化快。锻铝合金主要是Al-Zn-Mg-Si系合金,虽然加入元素种类多,但是含量少,因而具有优良的热塑性,适宜锻造,故又称锻造铝合金。
铝合金具有密度小、比强度和比刚度较高、耐蚀性好及导电导热性优良、回收容易、低温性能好等特点,广泛应用于交通运输、航空航天、电子电器等领域。铝合金的主要合金元素有硅、铜、镁、锌等,不同的合金元素及其用量对合金的组织性能都有不同的影响。
Al-Zn-Mg-Cu系铝合金是20世纪60年代以航空航天用材为背景研制并发展起来的一类高性能铝合金,具有轻质、高强度、高韧性和低成本等一系列优点,广泛应用于航空、交通运输、舰艇和兵器等领域,具有极高的应用价值。然而传统的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的强度还有待提高,且铝合金的综合性能不佳。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种含硅高强度铝合金及其生产工艺,通过合理调节合金中各物质的含量,提高铝合金的强度。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种含硅高强度铝合金,以铝合金型材的总量为基准,按重量百分比计,该铝合金含有以下元素:Si 5.23~9.76%,Zn 4.1~4.6%,Mn 0.2~1.5%,Mg1.5~2.8%,Sn 0.08~1.62%,W 0.05~0.28%,Ti 0.36~0.81%,碳0.56~1.12%,稀土元素0.08~0.16%,其余为Al和不可避免的杂质。
通过添加W、Mn,在体系中形成了铝化物弥散相,多种铝化物弥散相协同后,具有细化铸态晶粒,强化钉扎位错的作用,从而显著提高了铝合金型材的再结晶温度,降低了晶粒的再结晶,并克服了淬火敏感问题,改善了铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性。
铝合金中,影响铝合金性能的最重要因素就是合金中各元素的配比,为了进一步提高铝合金的强度,优选的,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述高强度高韧性铝合金含有以下元素:Si 6.21~8.54%,Zn 4.1~4.6%,Mn 0.2~1.5%,Mg1.5~2.8%,Sn 0.08~1.62%,W 0.05~0.28%,Ti 0.52~0.61%,碳0.56~1.12%,稀土元素0.08~0.16%,其余为Al和不可避免的杂质。
碳化物具有很高的硬度,为了提高铝合金的强度,本发明在铝合金中引入碳化物,碳化物的含量对铝合金的性能影响很大,碳化物含量过少又不能起到强化铝合金,提高铝合金强度的作用,进一步的,所述铝合金型材中含有碳化物,以铝合金型材的总量为基准,按重量百分比计,所述碳化物的含量为0.68~2.31%。
碳化物的种类对合金的影响也很大,进一步的,所述碳化物为碳化钛和碳化硅中的至少一种,以铝合金型材的总量为基准,按重量百分比计,所述碳化硅的含量为0.43~1.55%,所述碳化钛的含量为0.15~0.76%。
根据本发明,稀土金属能与体系中的W、Mn、Ti的铝化物形成新的多元弥散相,这种新的多元弥散相能强烈钉扎位错和亚晶界,显著抑制基体的再结晶,保留了以小角度晶界为主的纤维状组织,从而改善了铝合金型材的腐蚀性能,所述稀土元素为本领域技术人员所常知的稀土金属,优选的,所述稀土元素为钪、钇、铌、镧系元素中的至少一种。
对本发明所述硅高强度铝合金进行性能检测,其抗压强度为529.6~617.9MPa,塑性应变力为37.9~46.3%,硬度为48.6~69.5HBW。
本发明还提供一种上述含硅高强度铝合金的生产工艺,包括以下步骤:
(1)配料及熔炼:将铝矿、锌矿、镁矿、锡矿、钨矿加入熔炼炉中,升温至矿料完全融化,在770~800℃下保温6h~8h,然后加入锰矿、硅矿进行沉淀、脱氧、扒渣,再向熔液中加入变质剂,调整铝合金熔液成分至Si 5.23~9.76%,Zn 4.1~4.6%,Mn0.2~1.5%,Mg1.5~2.8%,Sn 0.08~1.62%,W 0.05~0.28%,碳0.56~1.12%,稀土元素0.08~0.16%;
(2)将得到的铝合金熔液进行水平连铸,得到铝合金铸锭;
(3)将铝合金铸锭升温至355~365℃下保温1~2h,继续加热至550~560℃,保温30~60min,然后油冷至220~230℃,再空冷至室温,再将铝合金铸锭升温至140~150℃,保温5~20h;
(4)将步骤(3)得到的铝合金铸锭在595~605℃下粗轧,再在520~530℃下细轧,得到含硅高强度铝合金。
优选的,在步骤(2)中,所述水平连铸的温度为790~800℃。
优选的,所述水平连铸的速度为70~80mm/min。
优选的,所述变质剂为铝硅钛合金,其中,以铝硅钛合金的总量为基准,按重量百分比计,所述铝硅钛合金中硅的含量为10~25.3%,钛的含量为2.2~5.7%,其余为铝。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:
(1)通过在铝合金中引入碳化物,提高铝合金的硬度和合金的强度;
(2)通过添加W、Mn、Ti与铝形成合金,在体系中形成了铝化物弥散相,多种铝化物弥散相协同后,具有细化铸态晶粒,强化钉扎位错的作用,从而显著提高了铝合金型材的再结晶温度,降低了晶粒的再结晶,并克服了淬火敏感问题,改善了铝合金型材的强度、断裂韧性;
(3)加入稀土元素保留晶体中纤维状组织,提高了耐铝合金型材的腐蚀性能。
本发明的含硅高强度铝合金中含有碳化物,碳化物具有硬度大、强度高的特点,从而提高铝合金的强度和硬度,本发明的铝合金抗压强度达到617.9MPa,塑性应变力为37.9~46.3%,由于铝合金材料的组分配比进行合理控制,使合金不需要低温长时间时效工艺下,缩短了其生产时间,提高了生产效率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种含硅高强度铝合金,该铝合金含有以下元素:Si 6.21%,Zn 4.1%,Mn0.2%,Mg1.5%,Sn 0.08%,W 0.05%,Ti 0.52%,碳0.56%,钪系元素0.08%,碳化硅0.43%,该铝合金的生产工艺包括以下步骤:
(1)配料及熔炼:将铝矿、锌矿、镁矿、锡矿、钨矿加入熔炼炉中,升温至矿料完全融化,在770℃下保温8h,然后加入锰矿、硅矿进行沉淀、脱氧、扒渣,再向熔液中加入铝硅钛合金,所述铝硅钛合金中硅的含量为10%,钛的含量为2.2%,其余为铝,调整铝合金熔液成份;
(2)将得到的铝合金熔液进行水平连铸,所述水平连铸的温度为790℃,速度为70mm/min,得到铝合金铸锭;
(3)将铝合金铸锭升温至355℃下保温2h,继续加热至550℃,保温60min,然后油冷至220℃,再空冷至室温,再将铝合金铸锭升温至140℃,保温20h;
(4)将步骤(3)得到的铝合金铸锭在595℃下粗轧,再在520℃下细轧,得到含硅高强度铝合金。
实施例2
一种含硅高强度铝合金,该铝合金含有以下元素:Si 8.54%,Zn 4.6%,Mn1.5%,Mg 2.8%,Sn 1.62%,W 0.28%,Ti 0.61%,碳1.12%,铌系元素0.16%,碳化硅1.55%,该铝合金的生产工艺包括以下步骤:
(1)配料及熔炼:将铝矿、锌矿、镁矿、锡矿、钨矿加入熔炼炉中,升温至矿料完全融化,在800℃下保温6h,然后加入锰矿、硅矿进行沉淀、脱氧、扒渣,再向熔液中加入铝硅钛合金,所述铝硅钛合金中硅的含量为25.3%,钛的含量为5.7%,其余为铝,调整铝合金熔液成份;
(2)将得到的铝合金熔液进行水平连铸,所述水平连铸的温度为800℃,速度为80mm/min,得到铝合金铸锭;
(3)将铝合金铸锭升温至365℃下保温2h,继续加热至560℃,保温30min,然后油冷至230℃,再空冷至室温,再将铝合金铸锭升温至150℃,保温5h;
(4)将步骤(3)得到的铝合金铸锭在605℃下粗轧,再在530℃下细轧,得到含硅高强度铝合金。
实施例3
一种含硅高强度铝合金,该铝合金含有以下元素:Si 7.13%,Zn 4.4%,Mn0.7%,Mg1.8%,Sn 0.09%,W 0.15%,Ti 0.57%,碳0.92%,铌系元素0.09%,碳化硅0.45%,该铝合金的生产工艺包括以下步骤:
(1)配料及熔炼:将铝矿、锌矿、镁矿、锡矿、钨矿加入熔炼炉中,升温至矿料完全融化,在780℃下保温7h,然后加入锰矿、硅矿进行沉淀、脱氧、扒渣,再向熔液中加入铝硅钛合金,所述铝硅钛合金中硅的含量为22.3%,钛的含量为3.6%,其余为铝,调整铝合金熔液成份;
(2)将得到的铝合金熔液进行水平连铸,所述水平连铸的温度为790℃,速度为75mm/min,得到铝合金铸锭;
(3)将铝合金铸锭升温至360℃下保温1.5h,继续加热至555℃,保温40min,然后油冷至225℃,再空冷至室温,再将铝合金铸锭升温至145℃,保温10h;
(4)将步骤(3)得到的铝合金铸锭在600℃下粗轧,再在525℃下细轧,得到含硅高强度铝合金。
实施例4
一种含硅高强度铝合金,该铝合金含有以下元素:Si 9.76%,Zn 4.6%,Mn1.5%,Mg 2.8%,Sn 1.62%,W 0.28%,Ti 0.81%,碳1.12%,钪系0.12%,碳化硅0.68%,该铝合金的生产工艺包括以下步骤:
(1)配料及熔炼:将铝矿、锌矿、镁矿、锡矿、钨矿加入熔炼炉中,升温至矿料完全融化,在800℃下保温8h,然后加入锰矿、硅矿进行沉淀、脱氧、扒渣,再向熔液中加入铝硅钛合金,所述铝硅钛合金中硅的含量为25.3%,钛的含量为5.7%,其余为铝,调整铝合金熔液成份;
(2)将得到的铝合金熔液进行水平连铸,所述水平连铸的温度为800℃,速度为80mm/min,得到铝合金铸锭;
(3)将铝合金铸锭升温至365℃下保温2h,继续加热至550℃,保温60min,然后油冷至230℃,再空冷至室温,再将铝合金铸锭升温至150℃,保温15h;
(4)将步骤(3)得到的铝合金铸锭在605℃下粗轧,再在520℃下细轧,得到含硅高强度铝合金。
实施例5
一种含硅高强度铝合金,该铝合金含有以下元素:Si 6.55%,Zn 4.2%,Mn1.1%,Mg 1.8%,Sn 0.12%,W 0.11%,Ti 0.57%,碳0.66%,镧系元素0.12%,碳化硅1.24%,该铝合金的生产工艺包括以下步骤:
(1)配料及熔炼:将铝矿、锌矿、镁矿、锡矿、钨矿加入熔炼炉中,升温至矿料完全融化,在790℃下保温7h,然后加入锰矿、硅矿进行沉淀、脱氧、扒渣,再向熔液中加入铝硅钛合金,所述铝硅钛合金中硅的含量为25.3%,钛的含量为5.7%,其余为铝,调整铝合金熔液成份;
(2)将得到的铝合金熔液进行水平连铸,所述水平连铸的温度为790℃,速度为78mm/min,得到铝合金铸锭;
(3)将铝合金铸锭升温至365℃下保温1.5h,继续加热至555℃,保温40min,然后油冷至225℃,再空冷至室温,再将铝合金铸锭升温至146℃,保温14h;
(4)将步骤(3)得到的铝合金铸锭在595℃下粗轧,再在525℃下细轧,得到含硅高强度铝合金。
对比例1
一种含硅高强度铝合金,该铝合金含有以下元素:Si 1.32%,Zn 4.1%,Mn0.11%,Mg1.5%,Sn 0.02%,W 0.03%,Ti 0.55%,碳0.56%,钇系元素0.08%,碳化硅0.43%,该铝合金的生产工艺包括以下步骤:
(1)配料及熔炼:将铝矿、锌矿、镁矿、锡矿、钨矿加入熔炼炉中,升温至矿料完全融化,在770℃下保温8h,然后加入锰矿、硅矿进行沉淀、脱氧、扒渣,再向熔液中加入铝硅钛合金,所述铝硅钛合金中硅的含量为25.3%,钛的含量为5.7%,其余为铝,调整铝合金熔液成份;
(2)将得到的铝合金熔液进行水平连铸,所述水平连铸的温度为790℃,速度为70mm/min,得到铝合金铸锭;
(3)将铝合金铸锭升温至365℃下保温2h,继续加热至555℃,保温50min,然后油冷至220℃,再空冷至室温,再将铝合金铸锭升温至150℃,保温20h;
(4)将步骤(3)得到的铝合金铸锭在600℃下粗轧,再在525℃下细轧,得到含硅高强度铝合金。
对比例2
一种含硅高强度铝合金,该铝合金含有以下元素:Si 2.46%,Zn 1.6%,Mn0.5%,Mg 0.8%,Sn 1.62%,W 0.02%,Ti 1.35%,碳1.12%,铌系元素0.16%,碳化硅0.12%,该铝合金的生产工艺包括以下步骤:
(1)配料及熔炼:将铝矿、锌矿、镁矿、锡矿、钨矿加入熔炼炉中,升温至矿料完全融化,在800℃下保温6h,然后加入锰矿、硅矿进行沉淀、脱氧、扒渣,再向熔液中加入铝硅钛合金,所述铝硅钛合金中硅的含量为25.3%,钛的含量为5.7%,其余为铝,调整铝合金熔液成份;
(2)将得到的铝合金熔液进行水平连铸,所述水平连铸的温度为800℃,速度为80mm/min,得到铝合金铸锭;
(3)将铝合金铸锭升温至365℃下保温2h,继续加热至560℃,保温30min,然后油冷至230℃,再空冷至室温,再将铝合金铸锭升温至150℃,保温5h;
(4)将步骤(3)得到的铝合金铸锭在605℃下粗轧,再在530℃下细轧,得到含硅高强度铝合金。
表1实施例1-5、对比例1-2的铝合金相关性能
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种含硅高强度铝合金,其特征在于,以铝合金型材的总量为基准,按重量百分比计,该铝合金含有以下元素:Si 5.23~9.76%,Zn 4.1~4.6%,Mn 0.2~1.5%,Mg1.5~2.8%,Sn0.08~1.62%,W 0.05~0.28%,Ti 0.36~0.81%,碳0.56~1.12%,稀土元素0.08~0.16%,其余为Al和不可避免的杂质;
其中,所述铝合金型材中含有碳化物,以铝合金型材的总量为基准,按重量百分比计,所述碳化物的含量为0.68~2.31%;
其中,所述碳化物为碳化钛和碳化硅中的至少一种,以铝合金型材的总量为基准,按重量百分比计,所述碳化硅的含量为0.43~1.55%,所述碳化钛的含量为0.15~0.76%。
2.根据权利要求1所述的一种含硅高强度铝合金,其中,以铝合金型材的总量为基准,按重量百分比计,该铝合金含有以下元素:Si 6.21~8.54%,Zn 4.1~4.6%,Mn 0.2~1.5%,Mg1.5~2.8%,Sn 0.08~1.62%,W 0.05~0.28%,Ti 0.52~0.61%,碳0.56~1.12%,稀土元素0.08~0.16%,其余为Al和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种含硅高强度铝合金,所述稀土元素为钪、钇、镧系元素中的至少一种。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的一种含硅高强度铝合金,其中,含硅高强度铝合金的抗压强度为529.6~617.9 MPa,塑性应变力为37.9~46.3%,硬度为48.6~69.5 HBW。
5.一种根据权利要求1~4任意一项所述的一种含硅高强度铝合金的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配料及熔炼:将铝矿、锌矿、镁矿、锡矿、钨矿加入熔炼炉中,升温至矿料完全融化,在770~800℃下保温6h~8h,然后加入锰矿、硅矿进行沉淀、脱氧、扒渣,再向熔液中加入变质剂,调整铝合金熔液成分至Si 5.23~9.76%,Zn 4.1~4.6%,Mn 0.2~1.5%,Mg1.5~2.8%,Sn0.08~1.62%,W 0.05~0.28%,碳0.56~1.12%,稀土元素0.08~0.16%;
(2)将得到的铝合金熔液进行水平连铸,得到铝合金铸锭;
(3)将铝合金铸锭升温至355~365℃下保温1~2h,继续加热至550~560℃,保温30~60min,然后油冷至220~230℃,再空冷至室温,再将铝合金铸锭升温至140~150℃,保温5~20h;
(4)将步骤(3)得到的铝合金铸锭在595~605℃下粗轧,再在520~530℃下细轧,得到含硅高强度铝合金。
6.根据权利要去5所述的一种含硅高强度铝合金的生产工艺,其中,在步骤(2)中,所述水平连铸的温度为790~800℃。
7.根据权利要求5或6所述的一种含硅高强度铝合金的生产工艺,其中,所述水平连铸的速度为70~80 mm/min。
8.根据权利要求7所述的一种含硅高强度铝合金的生产工艺,其中,所述变质剂为铝硅钛合金,其中,以铝硅钛合金的总量为基准,按重量百分比计,所述铝硅钛合金中硅的含量为10~25.3%,钛的含量为2.2~5.7%,其余为铝。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL179730B1 (pl) * | 1996-12-12 | 2000-10-31 | Politechnika Lodzka | Silumin wieloskładnikowy |
CN102206778A (zh) * | 2010-03-30 | 2011-10-05 | 本田技研工业株式会社 | 车辆材料用铝压铸合金 |
CN102409203A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-04-11 | 缪建良 | 一种纺织用铝筒管的制备方法 |
CN102899539A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-01-30 | 南京宁铁有色合金科技开发有限公司 | 一种压铸用高塑性铝硅合金及其制备方法 |
CN103031473A (zh) * | 2009-03-03 | 2013-04-10 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 高韧性Al-Si系压铸铝合金的加工方法 |
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---|---|---|---|---|
PL179730B1 (pl) * | 1996-12-12 | 2000-10-31 | Politechnika Lodzka | Silumin wieloskładnikowy |
CN103031473A (zh) * | 2009-03-03 | 2013-04-10 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 高韧性Al-Si系压铸铝合金的加工方法 |
CN102206778A (zh) * | 2010-03-30 | 2011-10-05 | 本田技研工业株式会社 | 车辆材料用铝压铸合金 |
CN102409203A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-04-11 | 缪建良 | 一种纺织用铝筒管的制备方法 |
CN102899539A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-01-30 | 南京宁铁有色合金科技开发有限公司 | 一种压铸用高塑性铝硅合金及其制备方法 |
CN103667759A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-03-26 | 江苏中联铝业有限公司 | Al-Mg-Si系合金α-Al晶粒细化剂及其制备方法 |
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