CN109022967A - 一种低压铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金加工技术领域且公开了一种低压铝合金及其制备方法；低压铝合金包括按照重量份计的如下组份:70～80份，钛0.1～0.2份，镨0.1～0.3份，锌5～10份，铜4～8份，硅2～3份，镁4～9份，锰1～2份，锆2～4份，铁4～5份，将其通过低压铸造的方法进行铸造得到低压铝合金。本发明所得铝合金耐腐蚀性强，能满足现代环境中的腐蚀情况,该制作方法实施方便，成本较小，易于推广，通过铝合金中加入锰，可使弥散相与基体形成共格界面，提高合金的淬透性、韧性和抗腐蚀等性能，通过铝合金中加入锆，更有效阻碍合金热轧、固溶时的再结晶发生，有利于韧性的提高。

Description

一种低压铝合金及其制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种低压铝合金及其制备方法，属于铝合金加工技术领域。
背景技术
铝合金是以铝为基的合金总称，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。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。铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，力学性能高于铸态可加工成各种形态、规格的铝合金材，主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金，变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金,不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等，可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。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。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，其中铝硅合金又有简单铝硅合金(不能热处理强化,力学性能较低,铸造性能好),特殊铝硅合金(可热处理强化，力学性能较高，铸造性能良好)，但是现有的铝合金强度和抗疲劳性较低，延伸率差。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种低压铝合金及其制备方法，所得铝合金耐腐蚀性强，能满足现代环境中的腐蚀情况,该制作方法实施方便，成本较小，易于推广，通过铝合金中加入锰，可使弥散相与基体形成共格界面，提高合金的淬透性、韧性和抗腐蚀等性能，通过铝合金中加入锆，更有效阻碍合金热轧、固溶时的再结晶发生，有利于韧性的提高，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种低压铝合金，包括按照重量份计的如下组份:70～80份，钛0.1～0.2份，镨0.1～0.3份，锌5～10份，铜4～8份，硅2～3份，镁4～9份，锰1～2份，锆2～4份，铁4～5份。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铝为纯度大于99％的纯铝。
制备一种低压铝合金的方法，包括以下步骤：
S1:铝合金配比及熔炼，中频熔炼炉置于真空环境下，将锌、铜、锰和铁置于中频熔炼炉内，加热温度为1000℃以上，配制铝合金，然后熔炼0.5h～1h，得到铝合金熔液；
S2:将钛、镨、硅和锆加入中频熔炼炉中，保持中频熔炼炉的温度，且每隔30分钟进行一次滤渣操作，直至去除熔融液中的全部杂质；
S3:超声波分散，将步骤S2的铝液在超声波探头下降至液面以下100mm并保温3～8min，随后开启超声波设备，对混合合金液采用超声处理3～10min；
S4:通过低压铸造的方法进行铸造，并经高纯度氮气除气15分钟，然后缓慢地向中频感应电炉内通入干燥的压缩空气，空气压力为0.08～0.15Mpa，金属液受气体压力的作用，由下而上沿着升液管和浇注***充满模具型腔，然后将调整压力进行保压、冷却，然后开模，顶出铸件。
作为本发明的一种优选技术方案，所述保压时间为120～300s。
作为本发明的一种优选技术方案，所述压力调整至0.06～0.08MPa进行保压、冷却。
本发明所达到的有益效果是：所得铝合金耐腐蚀性强，能满足现代环境中的腐蚀情况,该制作方法实施方便，成本较小，易于推广，通过铝合金中加入锰，可使弥散相与基体形成共格界面，提高合金的淬透性、韧性和抗腐蚀等性能，通过铝合金中加入锆，更有效阻碍合金热轧、固溶时的再结晶发生，有利于韧性的提高。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本发明一种低压铝合金,包括按照重量份计的如下组份:70份，钛0.1份，镨0.1份，锌5份，铜8份，硅3份，镁4份，锰2份，锆3份，铁4.8份。
进一步的，所述铝为纯度大于99％的纯铝。
制备一种低压铝合金的方法，包括以下步骤：
S1:铝合金配比及熔炼，中频熔炼炉置于真空环境下，将锌、铜、锰和铁置于中频熔炼炉内，加热温度为1000℃以上，配制铝合金，然后熔炼0.5h，得到铝合金熔液；
S2:将钛、镨、硅和锆加入中频熔炼炉中，保持中频熔炼炉的温度，且每隔30分钟进行一次滤渣操作，直至去除熔融液中的全部杂质；
S3:超声波分散，将步骤S2的铝液在超声波探头下降至液面以下100mm并保温3min，随后开启超声波设备，对混合合金液采用超声处理3min；
S4:通过低压铸造的方法进行铸造，并经高纯度氮气除气15分钟，然后缓慢地向中频感应电炉内通入干燥的压缩空气，空气压力为0.08Mpa，金属液受气体压力的作用，由下而上沿着升液管和浇注***充满模具型腔，然后将调整压力进行保压、冷却，然后开模，顶出铸件。
进一步的，所述保压时间为120s。
进一步的，所述压力调整至0.06MPa进行保压、冷却。
实施例2：
本发明一种低压铝合金及其制备方法，包括按照重量份计的如下组份:74份，钛0.15份，镨0.2份，锌6份，铜5份，硅2.5份，镁5份，锰1.15份，锆2份，铁4份。
进一步的，所述铝为纯度大于99％的纯铝。
制备一种低压铝合金的方法，包括以下步骤：
S1:铝合金配比及熔炼，中频熔炼炉置于真空环境下，将锌、铜、锰和铁置于中频熔炼炉内，加热温度为1000℃以上，配制铝合金，然后熔炼0.6h，得到铝合金熔液；
S2:将钛、镨、硅和锆加入中频熔炼炉中，保持中频熔炼炉的温度，且每隔30分钟进行一次滤渣操作，直至去除熔融液中的全部杂质；
S3:超声波分散，将步骤S2的铝液在超声波探头下降至液面以下100mm并保温5min，随后开启超声波设备，对混合合金液采用超声处理5min；
S4:通过低压铸造的方法进行铸造，并经高纯度氮气除气15分钟，然后缓慢地向中频感应电炉内通入干燥的压缩空气，空气压力为0.1Mpa，金属液受气体压力的作用，由下而上沿着升液管和浇注***充满模具型腔，然后将调整压力进行保压、冷却，然后开模，顶出铸件。
进一步的，所述保压时间为150s。
进一步的，所述压力调整至0.07MPa进行保压、冷却。
实施例3：
本发明一种低压铝合金，包括按照重量份计的如下组份:72份，钛0.15份，镨0.15份，锌5.5份，铜6份，硅2份，镁4份，锰1.7份，锆4份，铁4.5份。
进一步的，所述铝为纯度大于99％的纯铝。
制备一种低压铝合金的方法，包括以下步骤：
S1:铝合金配比及熔炼，中频熔炼炉置于真空环境下，将锌、铜、锰和铁置于中频熔炼炉内，加热温度为1000℃以上，配制铝合金，然后熔炼0.8h，得到铝合金熔液；
S2:将钛、镨、硅和锆加入中频熔炼炉中，保持中频熔炼炉的温度，且每隔30分钟进行一次滤渣操作，直至去除熔融液中的全部杂质；
S3:超声波分散，将步骤S2的铝液在超声波探头下降至液面以下100mm并保温6min，随后开启超声波设备，对混合合金液采用超声处理8min；
S4:通过低压铸造的方法进行铸造，并经高纯度氮气除气15分钟，然后缓慢地向中频感应电炉内通入干燥的压缩空气，空气压力为0.1Mpa，金属液受气体压力的作用，由下而上沿着升液管和浇注***充满模具型腔，然后将调整压力进行保压、冷却，然后开模，顶出铸件。
进一步的，所述保压时间为180s。
进一步的，所述压力调整至0.07MPa进行保压、冷却。
实施例4：
本发明一种低压铝合金，包括按照重量份计的如下组份:73份，钛0.2份，镨0.3份，锌8份，铜4份，硅2份，镁4份，锰2份，锆2.5份，铁4份。
进一步的，所述铝为纯度大于99％的纯铝。
制备一种低压铝合金的方法，包括以下步骤：
S1:铝合金配比及熔炼，中频熔炼炉置于真空环境下，将锌、铜、锰和铁置于中频熔炼炉内，加热温度为1000℃以上，配制铝合金，然后熔炼1h，得到铝合金熔液；
S2:将钛、镨、硅和锆加入中频熔炼炉中，保持中频熔炼炉的温度，且每隔30分钟进行一次滤渣操作，直至去除熔融液中的全部杂质；
S3:超声波分散，将步骤S2的铝液在超声波探头下降至液面以下100mm并保温8min，随后开启超声波设备，对混合合金液采用超声处理10min；
S4:通过低压铸造的方法进行铸造，并经高纯度氮气除气15分钟，然后缓慢地向中频感应电炉内通入干燥的压缩空气，空气压力为0.15Mpa，金属液受气体压力的作用，由下而上沿着升液管和浇注***充满模具型腔，然后将调整压力进行保压、冷却，然后开模，顶出铸件。
进一步的，所述保压时间为300s。
进一步的，所述压力调整至0.08MPa进行保压、冷却。
需要说明的是，本发明为一种低压铝合金及其制备方法，耐腐蚀性强，能满足现代环境中的腐蚀情况，制作方便，成本较小，易于推广，通过铝合金中加入锰，可使弥散相与基体形成共格界面，提高合金的淬透性、韧性和抗腐蚀等性能，通过铝合金中加入锆，更有效阻碍合金热轧、固溶时的再结晶发生，有利于韧性的提高。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低压铝合金，其特征在于：包括按照重量份计的如下组份:铝70～80份，钛0.1～0.2份，镨0.1～0.3份，锌5～10份，铜4～8份，硅2～3份，镁4～9份，锰1～2份，锆2～4份，铁4～5份。
2.如权利要求1所述的一种低压铝合金，其特征在于：所述铝为纯度大于99％的纯铝。
3.制备如权利要求1～2所述的一种低压铝合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1:铝合金配比及熔炼，中频熔炼炉置于真空环境下，将锌、铜、锰和铁置于中频熔炼炉内，加热温度为1000℃以上，配制铝合金，然后熔炼0.5h～1h，得到铝合金熔液；
S2:将钛、镨、硅和锆加入中频熔炼炉中，保持中频熔炼炉的温度，且每隔30分钟进行一次滤渣操作，直至去除熔融液中的全部杂质；
S3:超声波分散，将步骤S2的铝液在超声波探头下降至液面以下100mm并保温3～8min，随后开启超声波设备，对混合合金液采用超声处理3～10min；
S4:通过低压铸造的方法进行铸造，并经高纯度氮气除气15分钟，然后缓慢地向中频感应电炉内通入干燥的压缩空气，空气压力为0.08～0.15Mpa，金属液受气体压力的作用，由下而上沿着升液管和浇注***充满模具型腔，然后将调整压力进行保压、冷却，然后开模，顶出铸件。
4.如利要求3所述的制备一种低压铝合金的方法，其特征在于：步骤S4中，所述保压时间为120～300s。
5.如权利要求3所述的制备一种低压铝合金的方法，其特征在于：步骤S4中，所述压力调整至0.06～0.08MPa进行保压、冷却。
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