CN115141958A - 一种抗磨铝锭及其制备方法 - Google Patents
一种抗磨铝锭及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115141958A CN115141958A CN202210812094.7A CN202210812094A CN115141958A CN 115141958 A CN115141958 A CN 115141958A CN 202210812094 A CN202210812094 A CN 202210812094A CN 115141958 A CN115141958 A CN 115141958A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- percent
- equal
- aluminum
- less
- series
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 295
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 295
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 148
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 78
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 71
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 32
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- -1 aluminum-titanium-boron Chemical group 0.000 claims abstract description 24
- URRHWTYOQNLUKY-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[P] Chemical group [AlH3].[P] URRHWTYOQNLUKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 85
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 42
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 36
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 36
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 25
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 5
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/026—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抗磨铝锭及其制备方法,它由混合材料经过合金化、精炼、变质和细化后得到,抗磨铝锭的组分及各组分质量份如下:1系废铝料:8%;3系废铝料:5%;5系废铝料:5%;6系废铝料:25%;9系废铝料:37.4%;硅:14.8%;铜:4.3%;变质处理采用的变质剂为铝磷中间合金:0.40%;细化处理采用的细化剂为铝钛硼中间合金:0.1%;其中,混合材料为1系废铝料、3系废铝料、5系废铝料、6系废铝料、9系废铝料、硅和铜;它不仅使用了废铝料,降低了成本,而且提高了自身硬度和强度,增加了其耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗磨铝锭及其制备方法,使用在电子、交通运输领域的耐磨零件上。
背景技术
目前,铝及铝合金是有色金属中应用最为广泛的材料之一,电子行业、交通运输行业领域的零部件对原材料的耐磨性能和强度要求愈加严苛,在现有技术中,公告号为CN109321789A的中国专利公开了一种内部组织致密的铝锭及其生产工艺,其中通过对每个步骤的温度和时间严格要求,并配合各合金元素的合适的配比,进一步提高铝锭的内部组织的致密性,从而提高其强度,但是这种方法提高的强度有限,而且成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种抗磨铝锭,它不仅使用了废铝料,降低了成本,而且提高了自身硬度和强度,增加了其耐磨性能。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种抗磨铝锭,它由混合材料经过合金化、精炼、变质和细化后得到,抗磨铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:25%;
9系废铝料:37.4%;
硅:14.8%;
铜:4.3%;
变质处理采用的变质剂为铝磷中间合金:0.40%;
细化处理采用的细化剂为铝钛硼中间合金:0.1%;其中,
混合材料为1系废铝料、3系废铝料、5系废铝料、6系废铝料、9系废铝料、硅和铜;
1系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤1.5%;Cu≤0.3%;Mg≤0.25%;Mn≤0.3%;Zn≤0.3%;Fe≤1.0%,Ti≤0.15%;Ni≤0.10%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
3系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤2.0%;Cu≤0.3%;0.3%≤Mg≤1.5%;0.3%<Mn≤2%;Zn≤0.15%;Fe≤0.6%,Ti≤0.15%;Ni≤0.20%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
5系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤5.0%;Cu≤0.3%;1.5%<Mg≤3.0%;Mn≤0.6%;Zn≤0.5%;Fe≤0.8%,Ti≤0.2%;Ni≤0.20%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
6系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤2.0%;Cu≤0.1%;Mg≤1.0%;Mn≤0.1%;Zn≤0.1%;Fe≤0.3%,Ti≤0.1%;Ni≤0.10%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
9系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
5%≤Si≤15%;0.65%≤Cu≤5.0%;Mg≤0.5%;Mn≤0.6%;0.5%≤Zn≤2.5%;Fe≤1.5%,Ti≤0.2%;Ni≤0.30%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
其最终化学成分及成分百分比为:
14.5%≤Si≤18%;4.2%≤Cu≤4.9%;0.48%≤Mg≤0.58%;0.1%≤Mn≤0.3%;0.3%≤Zn≤0.7%;0.6%≤Fe≤0.8%;0.05%≤Ni≤0.15%;0.03%≤Ti≤0.08%;0.006%≤P≤0.015%;Ca≤0.007%;74%≤Al≤79%,其余为不可避免的杂质,总计100%。
本发明还提供了一种抗磨铝锭的制备方法,方法的步骤中含有:
在熔炼炉中投入6系废铝料和9系废铝料进行熔炼将其熔化,然后再投入3系废铝料、5系废铝料、1系废铝料进行熔炼至熔化;
对熔化的铝液取样,调整其化学成分;
将硅、铜投入熔炼炉中进行熔炼,熔化温度不低于890℃;
选择混合材料中的剩余废铝料投入熔炼炉中进行降温,控制温度为735-750℃;
根据化学成分控制要求,对熔化的铝液再次取样,调整其化学成分,至少调整化学成分中Si、Cu、Fe、Zn的质量百分比;
使用精炼剂采用氮气或氩气对调整后的铝液进行喷粉精炼;
将精炼后的铝液温度升温至790-820℃,使用变质剂:铝磷中间合金对精炼后的铝液进行变质,变质后的铝液进行静置,然后采用细化剂:铝钛硼中间合金对变质后的铝液进行细化,取样成分,针孔合格后铸造。
进一步,精炼剂的加量为:每吨铝液加1.2-1.5Kg的精炼剂。
采用了上述技术方案后,在本发明中,Si元素能够提高液态金属流动性,改善铸造性能,提高材料表面硬度及耐磨性能;Cu元素能够增强铝合金的机械强度,可通过热处理进行强化;Mg元素能够提高强度,改善粘模现象,改善耐腐蚀性能;Fe元素能够改善粘模现象,提高硬度,控制热裂纹倾向,P元素能够细化初生硅晶粒尺寸;Zn元素能够使铜锌镁组成强化相;Ti元素能够细化晶粒组织,Ni元素能够提高耐热性能,Ca元素能够对P变质有干扰的元素,通过以上配方和配比,再加上在790-820℃的高温环境下通过相应质量百分比的铝磷中间合金进行变质处理,使共晶硅细化,以及通过相应质量百分比的铝钛硼中间合金通过外来形核质点法细化晶粒进行细化处理,来综合提高其自身硬度和强度,增加了其耐磨性能,而且方法中主要采用废铝料,降低了其生产成本,1系废铝料可以来源于纯铝料合金或边角料或铝屑,3系废铝料可以来源于符合相应化学成分组成及配比的铝锰边料,5系废铝料可以来源于符合相应化学成分组成及配比的废铝压块,6系废铝料可以来源于符合相应化学成分组成及配比的边料或铝屑,9系废铝料相应化学成分组成的破碎铝、料头、机生铝、铝屑等。
具体实施方式
本发明提供了一种抗磨铝锭及其制备方法,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
一种抗磨铝锭,它由混合材料经过合金化、精炼、变质和细化后得到,抗磨铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:25%;
9系废铝料:37.4%;
硅:14.8%;
铜:4.3%;
变质处理采用的变质剂为铝磷中间合金:0.40%;
细化处理采用的细化剂为铝钛硼中间合金:0.1%;其中,
混合材料为1系废铝料、3系废铝料、5系废铝料、6系废铝料、9系废铝料、硅和铜;
1系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤1.5%;Cu≤0.3%;Mg≤0.25%;Mn≤0.3%;Zn≤0.3%;Fe≤1.0%,Ti≤0.15%;Ni≤0.10%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
3系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤2.0%;Cu≤0.3%;0.3%≤Mg≤1.5%;0.3%<Mn≤2%;Zn≤0.15%;Fe≤0.6%,Ti≤0.15%;Ni≤0.20%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
5系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤5.0%;Cu≤0.3%;1.5%<Mg≤3.0%;Mn≤0.6%;Zn≤0.5%;Fe≤0.8%,Ti≤0.2%;Ni≤0.20%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
6系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤2.0%;Cu≤0.1%;Mg≤1.0%;Mn≤0.1%;Zn≤0.1%;Fe≤0.3%,Ti≤0.1%;Ni≤0.10%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
9系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
5%≤Si≤15%;0.65%≤Cu≤5.0%;Mg≤0.5%;Mn≤0.6%;0.5%≤Zn≤2.5%;Fe≤1.5%,Ti≤0.2%;Ni≤0.30%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
其最终化学成分及成分百分比为:
14.5%≤Si≤18%;4.2%≤Cu≤4.9%;0.48%≤Mg≤0.58%;0.1%≤Mn≤0.3%;0.3%≤Zn≤0.7%;0.6%≤Fe≤0.8%;0.05%≤Ni≤0.15%;0.03%≤Ti≤0.08%;0.006%≤P≤0.015%;Ca≤0.007%;74%≤Al≤79%,其余为不可避免的杂质,总计100%。
一种抗磨铝锭的制备方法,方法的步骤中含有:
在熔炼炉中投入6系废铝料和9系废铝料进行熔炼将其熔化,然后再投入3系废铝料、5系废铝料、1系废铝料进行熔炼至熔化;
对熔化的铝液取样,调整其化学成分;
将硅、铜投入熔炼炉中进行熔炼,熔化温度不低于890℃;
选择混合材料中的剩余废铝料投入熔炼炉中进行降温,控制温度为735-750℃;
根据化学成分控制要求,对熔化的铝液再次取样,调整其化学成分,至少调整化学成分中Si、Cu、Fe、Zn的质量百分比;
使用精炼剂采用氮气或氩气对调整后的铝液进行喷粉精炼;
将精炼后的铝液温度升温至790-820℃,使用变质剂:铝磷中间合金对精炼后的铝液进行变质,变质后的铝液进行静置,然后采用细化剂:铝钛硼中间合金对变质后的铝液进行细化,取样成分,针孔合格后铸造。
进一步,精炼剂为盐类物质,与铝熔体结合可以将熔体内的铝渣进行分离;精炼剂是用来净化铝熔体的,加入熔体后会把熔体的铝渣带出来,浮在表面上,通过扒渣去除掉。
进一步,精炼剂的加量为:每吨铝液加1.2-1.5Kg的精炼剂。
在本发明中,Si元素能够提高液态金属流动性,改善铸造性能,提高材料表面硬度及耐磨性能;Cu元素能够增强铝合金的机械强度,可通过热处理进行强化;Mg元素能够提高强度,改善粘模现象,改善耐腐蚀性能;Fe元素能够改善粘模现象,提高硬度,控制热裂纹倾向,P元素能够细化初生硅晶粒尺寸;Zn元素能够使铜锌镁组成强化相;Ti元素能够细化晶粒组织,Ni元素能够提高耐热性能,Ca元素能够对P变质有干扰的元素,通过以上配方和配比,再加上在790-820℃的高温环境下通过相应质量百分比的铝磷中间合金进行变质处理,并使共晶硅细化,以及通过相应质量百分比的铝钛硼中间合金通过外来形核质点法细化晶粒进行细化处理,来综合提高其自身硬度和强度,增加了其耐磨性能,而且方法中主要采用废铝料,降低了其生产成本,1系废铝料可以来源于纯铝料合金或边角料或铝屑,3系废铝料可以来源于符合相应化学成分组成及配比的铝锰边料,5系废铝料可以来源于符合相应化学成分组成及配比的废铝压块,6系废铝料可以来源于符合相应化学成分组成及配比的边料或铝屑、9系废铝料相应化学成分组成的破碎铝、料头、铝屑等。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例,对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
一种抗磨铝锭,它由混合材料经过合金化、精炼、变质和细化后得到,抗磨铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:25%;
9系废铝料:37.4%;
硅:14.8%;
铜:4.3%;
变质处理采用的变质剂为铝磷中间合金:0.40%;
细化处理采用的细化剂为铝钛硼中间合金:0.1%;其中,
混合材料为1系废铝料、3系废铝料、5系废铝料、6系废铝料、9系废铝料、硅和铜;
在本实施例中,1系废铝料选用纯铝料合金,经过检测其化学成分及质量百分比如下:Si0.5%;Cu0.05%;Mg0.05%;Mn0.03%;Zn0.01%;Fe0.6%,Ti0.01%;Ni0.001%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
3系废铝料选用铝锰边料,经过检测其化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si0.4%;Cu0.12%;Mg0.9%;Mn0.95%;Zn0.02%;Fe0.6%,Ti0.02%;Ni0.001%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
5系废铝料选用废铝压块,经过检测,其化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si0.2%;Cu0.05%;Mg2.5%;Mn0.2%;Zn0.02%;Fe0.35%,Ti0.02%;Ni0.01%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
6系废铝料选用铝屑,经过检测,其化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si1%;Cu0.1%;Mg0.5%;Mn0.1%;Zn0.05%;Fe0.25%,Ti0.01%;Ni0.010%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
9系废铝料选用的铝屑,结果检测,化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si12%;Cu3.2%;Mg0.52%;Mn0.2%;Zn0.7%;Fe0.7%,Ti0.05%;Ni0.11%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
该抗磨铝锭的制备方法,方法的步骤中含有:
在熔炼炉中投入6系废铝料和9系废铝料进行熔炼将其熔化,然后再投入3系废铝料、5系废铝料、1系废铝料进行熔炼至熔化;
对熔化的铝液取样,调整其化学成分;
将硅、铜投入熔炼炉中进行熔炼,熔化温度为890℃;硅采用通氧553金属硅的方式;铜采用一级铜;
选择混合材料中的废铝料投入熔炼炉中进行降温,控制温度为735℃;
根据化学成分控制要求,对熔化的铝液再次取样,调整其化学成分,至少调整化学成分中Si、Cu、Fe、Zn的质量百分比;
使用精炼剂采用氮气或氩气对调整后的铝液进行喷粉精炼;精炼共2次;
将精炼后的铝液温度升温至790℃,使用变质剂:铝磷中间合金对精炼后的铝液进行变质,变质后的铝液进行静置,然后采用细化剂:铝钛硼中间合金对变质后的铝液进行细化,取样成分,针孔合格后铸造。
精炼剂的加入量为:每吨铝液加1.5Kg的精炼剂。
精炼剂主要成分是KCL,MgCl的混合物。
经过检测,最终化学成分及成分百分比为:
Si15.3%;Cu4.66%;Mg0.53%;Mn0.12%;Zn0.45%;Fe0.65%;Ni0.06%;Ti0.033%;P0.009%;Ca0.002%;Al78.01%,其余为不可避免的杂质,总计100%。
制备得到的抗磨铝锭经过检测,其物理性能如下:
拉力试棒(热处理):抗拉强度298Mpa;
低倍硬度检测:103HBW;
断口检查:组织细密,断口晶粒1级;
金相监测:初生硅分散均匀,尺寸细小,平均尺寸43微米。
实施例二
一种抗磨铝锭,它由混合材料经过合金化、精炼、变质和细化后得到,抗磨铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:25%;
9系废铝料:37.4%;
硅:14.8%;
铜:4.3%;
变质处理采用的变质剂为铝磷中间合金:0.40%;
细化处理采用的细化剂为铝钛硼中间合金:0.1%;其中,
混合材料为1系废铝料、3系废铝料、5系废铝料、6系废铝料、9系废铝料、硅和铜;
在本实施例中,1系废铝料选用纯铝料合金,经过检测其化学成分及质量百分比如下:Si01%;Cu0.02%;Mg0.05%;Mn0.05%;Zn0.05%;Fe0.25%,Ti0.01%;Ni≤0.01%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
3系废铝料选用铝锰边料,经过检测其化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si0.6%;Cu0.16%;Mg0.8%;Mn1.1%;Zn0.06%;Fe0.6%,Ti0.025%;Ni0.01%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
5系废铝料选用废铝压块,经过检测,其化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si0.3%;Cu0.05%;Mg2.7%;Mn0.07%;Zn0.04%;Fe0.45%,Ti0.03%;Ni0.01%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
6系废铝料选用铝屑,经过检测,其化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si0.4%;Cu0.02%;Mg0.45%;Mn0.02%;Zn0.01%;Fe0.25%,Ti0.018%;Ni0.01%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
9系废铝料选用的铝屑,结果检测,化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si11%;Cu3.2%;Mg0.4%;Mn0.2%;Zn0.9%;Fe0.9%,Ti0.05%;Ni0.13%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
该抗磨铝锭的制备方法,方法的步骤中含有:
在熔炼炉中投入6系废铝料和9系废铝料进行熔炼将其熔化,然后再投入3系废铝料、5系废铝料、1系废铝料进行熔炼至熔化;
对熔化的铝液取样,调整其化学成分;
将硅、铜投入熔炼炉中进行熔炼,熔化温度为1000℃;
选择混合材料中的废铝料投入熔炼炉中进行降温,控制温度为750℃;
根据化学成分控制要求,对熔化的铝液再次取样,调整其化学成分,至少调整化学成分中Si、Cu、Fe、Zn的质量百分比;
使用精炼剂采用氮气或氩气对调整后的铝液进行喷粉精炼;精炼共2次;
将精炼后的铝液温度升温至820℃,使用变质剂:铝磷中间合金对精炼后的铝液进行变质,变质后的铝液进行静置,然后采用细化剂:铝钛硼中间合金对变质后的铝液进行细化,取样成分,针孔合格后铸造。
精炼剂的加入量为:每吨铝液加1.5Kg的精炼剂。
精炼剂主要成分是KCL,MgCl的混合物。
经过检测,最终化学成分及成分百分比为:
Si15.02%;Cu4.55%;Mg0.54%;Mn0.14%;Zn0.41%;Fe0.73%;Ni0.06%;Ti:0.031%;P:0.0085%;Ca0.003%;Al78.39%,其余为不可避免的杂质,总计100%。
制备得到的抗磨铝锭经过检测,其物理性能如下:
拉力试棒(热处理):抗拉强度301Mpa;
低倍硬度检测:103HBW;
断口检查:组织细密,断口晶粒1级;
金相监测:初生硅分散均匀,尺寸细小,平均尺寸43微米。
实施例三
一种抗磨铝锭,它由混合材料经过合金化、精炼、变质和细化后得到,抗磨铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:25%;
9系废铝料:37.4%;
硅:14.8%;
铜:4.3%;
变质处理采用的变质剂为铝磷中间合金:0.40%;
细化处理采用的细化剂为铝钛硼中间合金:0.1%;其中,
混合材料为1系废铝料、3系废铝料、5系废铝料、6系废铝料、9系废铝料、硅和铜;
在本实施例中,在本实施例中,1系废铝料选用纯铝料合金,经过检测其化学成分及质量百分比如下:Si0.5%;Cu0.01%;Mg0.01%;Mn0.01%;Zn0.015%;Fe0.35%,Ti0.012%;Ni0.01%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
3系废铝料选用铝锰边料,经过检测其化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si0.3%;Cu0.14%;Mg0.96%;Mn0.94%;Zn0.05%;Fe0.6%,Ti0.023%;Ni0.015%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
5系废铝料选用废铝压块,经过检测,其化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si0.15%;Cu0.05%;Mg2.5%;Mn0.05%;Zn0.04%;Fe0.35%,Ti0.03%;Ni0.01%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
6系废铝料选用铝屑,经过检测,其化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si0.5%;Cu0.02%;Mg0.6%;Mn0.03%;Zn0.04%;Fe0.28%,Ti0.015%;Ni0.01%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
9系废铝料选用的铝屑,结果检测,化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si9%;Cu3.3%;Mg0.1%;Mn0.2%;Zn0.85%;Fe0.76%,Ti0.05%;Ni0.12%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;;
该抗磨铝锭的制备方法,方法的步骤中含有:
在熔炼炉中投入6系废铝料和9系废铝料进行熔炼将其熔化,然后再投入3系废铝料、5系废铝料、1系废铝料进行熔炼至熔化;
对熔化的铝液取样,调整其化学成分;
将硅、铜投入熔炼炉中进行熔炼,熔化温度为950℃;
选择混合材料中的废铝料投入熔炼炉中进行降温,控制温度为740℃;
根据化学成分控制要求,对熔化的铝液再次取样,调整其化学成分,至少调整化学成分中Si、Cu、Fe、Zn的质量百分比;
使用精炼剂采用氮气或氩气对调整后的铝液进行喷粉精炼;精炼共2次;
将精炼后的铝液温度升温至800℃,使用变质剂:铝磷中间合金对精炼后的铝液进行变质,变质后的铝液进行静置,然后采用细化剂:铝钛硼中间合金对变质后的铝液进行细化,取样成分,针孔合格后铸造。
精炼剂的加入量为:每吨铝液加1.5Kg的精炼剂。
精炼剂主要成分是KCL,MgCl的混合物。
经过检测,最终化学成分及成分百分比为:
Si14.8%;Cu4.45%;Mg0.51%;Mn0.12%;Zn0.42%;Fe0.72%;Ni0.06%;Ti0.032%;P0.011%;Ca0.002%;Al78.62%,其余为不可避免的杂质,总计100%。
制备得到的抗磨铝锭经过检测,其物理性能如下:
拉力试棒(热处理):抗拉强度295Mpa;
低倍硬度检测:100HBW;
断口检查:组织细密,断口晶粒1级;
金相监测:初生硅分散均匀,尺寸细小,平均尺寸40微米。
对比例一
本对比例的铝锭与实施例一中的抗磨铝锭的配方、配比及方法基本相同,不同是:
方法中不存在变质处理,同时配方中也不采用变质剂,配方和配比即为:
一种铝锭,它由混合材料经过合金化、精炼和细化后得到,铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:25%;
9系废铝料:37.4%;
硅:14.8%;
铜:4.3%;
细化处理采用的细化剂为铝钛硼中间合金:0.5%。
制备得到的铝锭经过检测,其物理性能如下:
拉力试棒(热处理):抗拉强度271Mpa;
低倍硬度检测:92HBW;
断口检查:断口晶粒1级;
金相监测:初生硅分散均匀,尺寸细小,平均尺寸82微米。
对比例二
本对比例的铝锭与实施例二中的抗磨铝锭的配方、配比及方法基本相同,不同是:
方法中不存在细化处理,同时配方中也不采用细化剂,配方和配比即为:
一种铝锭,它由混合材料经过合金化、精炼、变质后得到,铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:25%;
9系废铝料:37.4%;
硅:14.8%;
铜:4.3%;
变质处理采用的变质剂为铝磷中间合金:0.50%;
制备得到的铝锭经过检测,其物理性能如下:
拉力试棒(热处理):抗拉强度293Mpa;
低倍硬度检测:88HBW;
断口检查:组织细密,断口晶粒2级;
金相监测:初生硅分散均匀,尺寸细小,平均尺寸36微米。
对比例三
本对比例的铝锭与实施例二中的抗磨铝锭的配方、配比及方法基本相同,不同是:
方法中不存在细化处理和变质处理,同时配方中也不采用细化剂和变质剂,配方和配比即为:
一种铝锭,它由混合材料经过合金化、精炼后得到,铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:25.5%;
9系废铝料:37.4%;
硅:14.8%;
铜:4.3%;
制备得到的铝锭经过检测,其物理性能如下:
拉力试棒(热处理):抗拉强度272Mpa;
低倍硬度检测:93HBW;
断口检查:组织细密,断口晶粒2级;
金相监测:初生硅分散均匀,尺寸细小,平均尺寸86微米。
对比例五
本对比例的铝锭与实施例一中的抗磨铝锭的配方、配比及方法基本相同,不同是:
硅和铜化学成分偏低,配方和配比即为:
一种铝锭,它由混合材料经过合金化、精炼、变质和细化后得到,铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:35%;
9系废铝料:30%;
硅:13%;
铜:3.5%;
变质处理采用的变质剂为铝磷中间合金:0.40%;
细化处理采用的细化剂为铝钛硼中间合金:0.1%。
制备得到的铝锭经过检测,其物理性能如下:
拉力试棒(热处理):抗拉强度265Mpa;
低倍硬度检测:87HBW;
断口检查:断口晶粒1级;
金相监测:初生硅分散均匀,尺寸细小,平均尺寸28微米。
通过以上实施例和对比例数据发现:1.使用铝磷变质比不使用铝磷变质的初生硅平均尺寸小,因为铝磷有细化过共晶硅的初生硅尺寸作用。2.使用细化剂比不使用细化的断口晶粒组织要细小一些,因为细化剂有细化晶粒的作用。3.成分硅、铜含量对力学性能影响较大,随着含量增加强度和硬度会增加,对比五虽然相同的变质情况下,硅越低变质后初生硅平均尺寸越低,但是其强度和硬度均达不到要求。
以上所述的具体实施例,对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种抗磨铝锭,其特征在于,它由混合材料经过合金化、精炼、变质和细化后得到,抗磨铝锭的组分及各组分质量份如下:
1系废铝料:8%;
3系废铝料:5%;
5系废铝料:5%;
6系废铝料:25%;
9系废铝料:37.4%;
硅:14.8%;
铜:4.3%;
变质处理采用的变质剂为铝磷中间合金:0.40%;
细化处理采用的细化剂为铝钛硼中间合金:0.1%;其中,
混合材料为1系废铝料、3系废铝料、5系废铝料、6系废铝料、9系废铝料、硅和铜;
1系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤1.5%;Cu≤0.3%;Mg≤0.25%;Mn≤0.3%;Zn≤0.3%;Fe≤1.0%,Ti≤0.15%;Ni≤0.10%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
3系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤2.0%;Cu≤0.3%;0.3%≤Mg≤1.5%;0.3%<Mn≤2%;Zn≤0.15%;Fe≤0.6%,Ti≤0.15%;Ni≤0.20%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
5系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤5.0%;Cu≤0.3%;1.5%<Mg≤3.0%;Mn≤0.6%;Zn≤0.5%;Fe≤0.8%,Ti≤0.2%;Ni≤0.20%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
6系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
Si≤2.0%;Cu≤0.1%;Mg≤1.0%;Mn≤0.1%;Zn≤0.1%;Fe≤0.3%,Ti≤0.1%;Ni≤0.10%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
9系废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下:
5%≤Si≤15%;0.65%≤Cu≤5.0%;Mg≤0.5%;Mn≤0.6%;0.5%≤Zn≤2.5%;Fe≤1.5%,Ti≤0.2%;Ni≤0.30%,其余为铝和不可避免的杂质,总计100%;
其最终化学成分及成分百分比为:
14.5%≤Si≤18%;4.2%≤Cu≤4.9%;0.48%≤Mg≤0.58%;0.1%≤Mn≤0.3%;0.3%≤Zn≤0.7%;0.6%≤Fe≤0.8%;0.05%≤Ni≤0.15%;0.03%≤Ti≤0.08%;0.006%≤P≤0.015%;Ca≤0.007%;74%≤Al≤79%,其余为不可避免的杂质,总计100%。
2.一种如权利要1所述的抗磨铝锭的制备方法,其特征在于,方法的步骤中含有:
在熔炼炉中投入6系废铝料和9系废铝料进行熔炼将其熔化,然后再投入3系废铝料、5系废铝料、1系废铝料进行熔炼至熔化;
对熔化的铝液取样,调整其化学成分;
将硅、铜投入熔炼炉中进行熔炼,熔化温度不低于890℃;
选择混合材料中的剩余废铝料投入熔炼炉中进行降温,控制温度为735-750℃;
根据化学成分控制要求,对熔化的铝液再次取样,调整其化学成分,至少调整化学成分中Si、Cu、Fe、Zn的质量百分比;
使用精炼剂采用氮气或氩气对调整后的铝液进行喷粉精炼;
将精炼后的铝液温度升温至790-820℃,使用变质剂:铝磷中间合金对精炼后的铝液进行变质,变质后的铝液进行静置,然后采用细化剂:铝钛硼中间合金对变质后的铝液进行细化,取样成分,针孔合格后铸造。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,
精炼剂的加量为:每吨铝液加1.2-1.5Kg的精炼剂。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,
所述精炼剂为盐类物质。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210812094.7A CN115141958A (zh) | 2022-07-11 | 2022-07-11 | 一种抗磨铝锭及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210812094.7A CN115141958A (zh) | 2022-07-11 | 2022-07-11 | 一种抗磨铝锭及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115141958A true CN115141958A (zh) | 2022-10-04 |
Family
ID=83413163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210812094.7A Pending CN115141958A (zh) | 2022-07-11 | 2022-07-11 | 一种抗磨铝锭及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115141958A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117488147A (zh) * | 2023-10-29 | 2024-02-02 | 安徽新太合金有限公司 | 一种免热处理再生铝合金材料及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08176768A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-09 | Nissan Motor Co Ltd | 耐摩耗アルミニウム部材およびその製造方法 |
CN1546708A (zh) * | 2003-12-03 | 2004-11-17 | 东华大学 | 一种具有粒状硅相的铝硅合金系列及其工艺方法 |
CN101838759A (zh) * | 2010-02-02 | 2010-09-22 | 中南大学 | 一种4032合金的变质剂及其使用方法 |
CN104357715A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-02-18 | 广州立中锦山合金有限公司 | 汽车变速器泵体专用铝合金及其制备方法 |
CN110527874A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-03 | 南通众福新材料科技有限公司 | 一种高强度耐磨铝合金材料及制作工艺 |
CN112501466A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-16 | 顺博合金江苏有限公司 | 再生铝变质处理工艺及变质处理剂 |
CN113462914A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-01 | 顺博合金江苏有限公司 | 耐腐蚀铝锭及其制备方法 |
-
2022
- 2022-07-11 CN CN202210812094.7A patent/CN115141958A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08176768A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-09 | Nissan Motor Co Ltd | 耐摩耗アルミニウム部材およびその製造方法 |
CN1546708A (zh) * | 2003-12-03 | 2004-11-17 | 东华大学 | 一种具有粒状硅相的铝硅合金系列及其工艺方法 |
CN101838759A (zh) * | 2010-02-02 | 2010-09-22 | 中南大学 | 一种4032合金的变质剂及其使用方法 |
CN104357715A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-02-18 | 广州立中锦山合金有限公司 | 汽车变速器泵体专用铝合金及其制备方法 |
CN110527874A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-03 | 南通众福新材料科技有限公司 | 一种高强度耐磨铝合金材料及制作工艺 |
CN112501466A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-16 | 顺博合金江苏有限公司 | 再生铝变质处理工艺及变质处理剂 |
CN113462914A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-01 | 顺博合金江苏有限公司 | 耐腐蚀铝锭及其制备方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117488147A (zh) * | 2023-10-29 | 2024-02-02 | 安徽新太合金有限公司 | 一种免热处理再生铝合金材料及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107385290B (zh) | 一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法和应用 | |
CN105483465B (zh) | 一种压铸用Al-Si-Mg铸造铝合金及其制备方法 | |
US11306374B2 (en) | High-strength aluminum alloy and high- strength aluminum alloy casting | |
CN112143945B (zh) | 一种多种复合稀土元素的高强韧性铸造铝硅合金及其制备方法 | |
WO2010122960A1 (ja) | 高強度銅合金 | |
CN105088033A (zh) | 一种铝合金及其制备方法 | |
CN105803280A (zh) | 一种耐损伤容限高强铝合金板材及其制备方法 | |
Samuel et al. | Effect of alloying elements and dendrite arm spacing on the microstructure and hardness of an Al-Si-Cu-Mg-Fe-Mn (380) aluminium die-casting alloy | |
CN110592445A (zh) | 720-740MPa冷挤压Al-Zn-Mg-Cu-Ti铝合金及制备方法 | |
CN110004336A (zh) | 一种高强度稀土铝合金材料及其制备方法 | |
Lu et al. | Optimizing the tensile properties of Al–11Si–0.3 Mg alloys: Role of Cu addition | |
CN114214534A (zh) | 改性铝合金及其制备方法 | |
CN115141958A (zh) | 一种抗磨铝锭及其制备方法 | |
CN106399769A (zh) | 一种高硅铝合金及其制备方法 | |
CN110747369A (zh) | 一种无铅易切削硅镁钙黄铜合金及其制备方法 | |
CN109913676A (zh) | 一种含钇6063铝合金及制备方法 | |
CN111304509A (zh) | 一种添加vn颗粒细化镁合金及其制备方法 | |
CN114231793B (zh) | 一种重力铸造锌合金 | |
CN113462914A (zh) | 耐腐蚀铝锭及其制备方法 | |
CN112575215B (zh) | 一种新能源汽车用高韧性铝合金材料及方法 | |
CN107619974B (zh) | 一种高强度高弹性模量铝合金及其制备方法 | |
CN114293073B (zh) | 一种铝基材料及其制备方法和应用 | |
CN107058769B (zh) | 一种zl105a铝合金的制备方法 | |
Gasik et al. | Creation of master alloys for aluminum | |
CN115125417A (zh) | 曲轴箱用铝锭及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221004 |