CN108559891A - 铝、锌、镁、钪***的变形铝合金及其制造方法 - Google Patents

铝、锌、镁、钪***的变形铝合金及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及冶金的技术领域，特别是涉及一种铝、锌、镁、钪***的变形铝合金及其制造方法，其可以提高铝合金强度，并且可以提高耐腐蚀性，同时具有良好质量；是由0.5‑10重量％的锌，0.1‑10重量％的镁，0.01‑2重量％的钪，至少0.01重量％的至少一种合金添加剂，其余为铝和不可避免的添加剂熔铸组成的。

Description

铝、锌、镁、钪***的变形铝合金及其制造方法
技术领域
本发明涉及冶金的技术领域，特别是涉及一种铝、锌、镁、钪***的变形铝合金及其制造方法。
背景技术
众所周知，铝合金使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，随着铝加工及铝合金工业的不断发展，铝合金的研制被列为重点发展的技术，但现有的铝合金在生产时，一般采用在熔融的铝液中加入不同的金属添加剂来调整铝合金中的元素含量，铝合金常用的合金元素有：硅、铁、铜、镁、镍、锌、钒等，但生产出的铝合金强度较低，耐腐蚀性较差，从而导致现有内的铝合金质量较差，因此，研发一种可以提高铝合金质量的生产方法十分必要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种可以提高铝合金强度，并且可以提高耐腐蚀性，同时具有良好质量的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金及其制造方法。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，是由0.5-10重量％的锌，0.1-10重量％的镁，0.01-2重量％的钪，至少0.01重量％的至少一种合金添加剂，其余为铝和不可避免的添加剂熔铸组成的。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，所述至少一种合金添加剂选自0.01-1重量％的银和0.01-0.5重量％的锡。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，所述不可避免的添加剂为氯化镁盐。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，其制造方法包括以下步骤：
(1)前处理：按照比例称取铝、锌、镁、钪、合金添加剂和不可避免的添加剂，并对其进行净化处理，去除其中的杂质；
(2)加热熔融：将铝投入反应炉中进行加热，使温度升高至710-750℃使铝全部熔融；
(3)加热熔解：向熔融的铝中加入锌、镁、钪、合金添加剂和不可避免的添加剂，并加热至800-850℃，保温20分钟，使过剩相充分溶解；
(4)去除氢气：在保温过程中向熔液中通入干燥的氮气或氩气泡，去除熔液加热过程中夹杂的氢气：
(5)氢气检测：选用专用的仪器利用液相萃取技术显示熔液中氢气的含量；
(6)浇注：采用反重力法或液位模具浇筑技术进行浇注，减少氧化物的产生；
(7)冷却：将浇注后的熔液在液氮中快速冷却，获得过饱和固溶体；
(8)加工：使用刀具对加工成型的铝合金按照使用要求进行切割加工。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金的制造方法，所述步骤(8)中的刀具可以选用不镀层的超细颗粒硬质合金刀具或带未含铝镀层方法的硬质合金刀具或金刚石刀具。
与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明在铝中添加金属镁，可以提高铝合金的耐腐蚀性，但容易使铝合金的强度降低，故本发明在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用，当Mg/Zn2含量从0.5％提高至12％时，可明显增强抗拉强度和屈服强度，并且同时向铝中加入钪，提高合金的强韧性，使合金具的性能提高，同时加入锡和银的金属添加剂，可以改善生产出的铝合金的切削性能，从而可以提高铝合金强度，并且可以提高其耐腐蚀性，使生产出的铝合金具有良好质量。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，是由0.5-10重量％的锌，0.1-10重量％的镁，0.01-2重量％的钪，至少0.01重量％的至少一种合金添加剂，其余为铝和不可避免的添加剂熔铸组成的。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，至少一种合金添加剂选自0.01-1重量％的银和0.01-0.5重量％的锡。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，不可避免的添加剂为氯化镁盐。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，其制造方法包括以下步骤：
(1)前处理：按照比例称取铝、锌、镁、钪、合金添加剂和不可避免的添加剂，并对其进行净化处理，去除其中的杂质；
(2)加热熔融：将铝投入反应炉中进行加热，使温度升高至710-750℃使铝全部熔融；
(3)加热熔解：向熔融的铝中加入锌、镁、钪、合金添加剂和不可避免的添加剂，并加热至800-850℃，保温20分钟，使过剩相充分溶解；
(4)去除氢气：在保温过程中向熔液中通入干燥的氮气或氩气泡，去除熔液加热过程中夹杂的氢气：
(5)氢气检测：选用专用的仪器利用液相萃取技术显示熔液中氢气的含量；
(6)浇注：采用反重力法或液位模具浇筑技术进行浇注，减少氧化物的产生；
(7)冷却：将浇注后的熔液在液氮中快速冷却，获得过饱和固溶体；
(8)加工：使用刀具对加工成型的铝合金按照使用要求进行切割加工。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金的制造方法，步骤(8)中的刀具可以选用不镀层的超细颗粒硬质合金刀具或带未含铝镀层方法的硬质合金刀具或金刚石刀具。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，其在铝中添加金属镁，可以提高铝合金的耐腐蚀性，但容易使铝合金的强度降低，故本发明在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用，当Mg/Zn2含量从0.5％提高至12％时，可明显增强抗拉强度和屈服强度，并且同时向铝中加入钪，提高合金的强韧性，使合金具的性能提高，同时加入锡和银的金属添加剂，可以改善生产出的铝合金的切削性能，从而可以提高铝合金强度，并且可以提高其耐腐蚀性，使生产出的铝合金具有良好质量。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，其在添加钪时需要以中间合金的形式加入至铝合金中，可以利用氯化钪熔盐铝镁热还原法来制备铝钪中间合金。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，通过在熔液中通入氮气和氩气泡，去除熔液中的氢气，可以减少在铝合金凝固后的孔隙。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，在熔炼过程中加入氯化镁盐，其漂浮在溶液表面，可以减少熔炼过程中产生氧化物，并需要定期从熔液表面清除氧化物。
本发明的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金其在浇注前可以首先通过过滤器对熔液进行过滤，减少其中氧化对浇注的影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，其特征在于，是由0.5-10重量％的锌，0.1-10重量％的镁，0.01-2重量％的钪，至少0.01重量％的至少一种合金添加剂，其余为铝和不可避免的添加剂熔铸组成的。
2.如权利要求1所述的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，其特征在于，所述至少一种合金添加剂选自0.01-1重量％的银和0.01-0.5重量％的锡。
3.如权利要求1所述的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，其特征在于，所述不可避免的添加剂为氯化镁盐。
4.如权利要求1所述的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金，其特征在于，其制造方法包括以下步骤：
(1)前处理：按照比例称取铝、锌、镁、钪、合金添加剂和不可避免的添加剂，并对其进行净化处理，去除其中的杂质；
(2)加热熔融：将铝投入反应炉中进行加热，使温度升高至710-750℃使铝全部熔融；
(3)加热熔解：向熔融的铝中加入锌、镁、钪、合金添加剂和不可避免的添加剂，并加热至800-850℃，保温20分钟，使过剩相充分溶解；
(4)去除氢气：在保温过程中向熔液中通入干燥的氮气或氩气泡，去除熔液加热过程中夹杂的氢气：
(5)氢气检测：选用专用的仪器利用液相萃取技术显示熔液中氢气的含量；
(6)浇注：采用反重力法或液位模具浇筑技术进行浇注，减少氧化物的产生；
(7)冷却：将浇注后的熔液在液氮中快速冷却，获得过饱和固溶体；
(8)加工：使用刀具对加工成型的铝合金按照使用要求进行切割加工。
5.如权利要求4所述的铝、锌、镁、钪***的变形铝合金的制造方法，其特征在于，所述步骤(8)中的刀具可以选用不镀层的超细颗粒硬质合金刀具或带未含铝镀层方法的硬质合金刀具或金刚石刀具。
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