CN1995419A - 制备超细晶变形铝合金的方法 - Google Patents
制备超细晶变形铝合金的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1995419A CN1995419A CN 200610147645 CN200610147645A CN1995419A CN 1995419 A CN1995419 A CN 1995419A CN 200610147645 CN200610147645 CN 200610147645 CN 200610147645 A CN200610147645 A CN 200610147645A CN 1995419 A CN1995419 A CN 1995419A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminium alloy
- ultrafine crystal
- preparing ultrafine
- described method
- cast
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
一种制备超细晶变形铝合金的方法,属于材料技术领域。本发明适用于所有系列的变形铝合金,步骤为:(1)在坩埚中加入工业纯铝,使铝锭熔化,升温,用覆盖剂覆盖;(2)根据合金成分添加Mg元素以及Al-Si、Al-Mn、Al-Cu、Al-Zn、Al-Cr中间合金,在熔体中加入精炼剂进行除气精炼,扒去浮渣,然后静置;(3)将循环水冷铜模具固定在机械振动台上,等待浇注;(4)将铝合金浇注在循环水冷铜模具中,浇注前先通水;(5)浇注完毕后,进行机械振动;(6)均匀化处理,然后进行挤压,最后再进行T6热处理。本发明结合了快速冷却和机械振动的特点,从而达到细化晶粒和提高机械性能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种材料技术领域的方法,具体是一种制备超细晶变形铝合金的方法。
背景技术
铝合金因重量轻、资源丰富、综合性能好,所以在机械、交通运输、航天与军事工业等高新技术领域中的应用逐年增加。
现代生产技术的高速发展,要求材料具有更高的强度和韧性。晶粒细化不仅提高合金的强度,而且改善合金的塑性和韧性,是改善铝材质量的重要途径。
晶粒细化的方法,归纳起来分为四类:一是改变结晶过程中的凝固条件;二是进行塑性变形,严格控制随后的回复和再结晶过程,取得细小的晶粒组织;三是利用固溶体的过饱和分解或粉末烧结等方法,在合金内产生弥散分布的第二相,以限制基体组织的晶粒长大;四是预冷变形快速加热、形变热处理或同素异型转变的多次反复快速加热冷却的热循环等细化晶粒。对于铝及其合金,主要是通过改变结晶过程中的凝固条件来实现晶粒细化,尤其是熔铸过程中的结晶组织细化已成为当代铝加工工业广泛研究的重要课题之一,是铝熔体处理技术的重要组成部分。然而添加细化剂会产生Zr,Cr,Mn等元素中毒等问题,快速冷却使用在大截面的铸锭时往往芯部晶粒细化效果不理想,而超声波,电磁搅拌等方法成本太高。形变热处理的方法不仅工艺复杂,而且难于控制,往往导致工艺失败。
经对现有技术的文献检索发现,方燕等在《特种铸造及有色合金》(2006年第26卷第3期第141页至143页)上发表的《中频低压脉冲电流对纯铝凝固组织的影响》,该文中提出在金属熔体凝固过程中施加中频低压脉冲电流,利用金属熔体和物理场的交互作用改善凝固组织的技术,具体方法为:将铝块在电阻炉内加热熔化,金属液温度达到860℃后保温0.5h出炉,在840℃时浇注于内腔尺寸为Φ40mm×140mm的砂型中并通入脉冲电流进行处理,所得到的晶粒尺寸约为0.3mm。其不足在于:所得到的晶粒尺寸约为0.3mm,效果并不理想,而且其砂型的直径为40mm,如果使用到直径更大的铸型时效果未可知,另外施加脉冲电流成本也很高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种制备超细晶变形铝合金的方法,使其可使用在直径更大的铸型中(Φ80mm×200mm),细化效果更明显,平均晶粒尺寸≤10μm,而且成本更低。
本发明是通过以下技术方案实现的,本发明适用于所有系列的变形铝合金,步骤为:
(1)在坩埚中加入工业纯铝,使铝锭熔化,升温至700~1000℃,用JZF-03型高温覆盖剂(成分为钾盐及钠盐)覆盖;
(2)根据合金成分添加Mg元素以及Al-Si、Al-Mn、Al-Cu、Al-Zn、Al-Cr等中间合金,加入JZJ型无害铝合金精炼剂(成分为氯化钾和氯化镁)进行除气精炼,扒去浮渣,然后在680~780℃静置10~30min;
(3)将循环水冷铜模具固定在机械振动台上,铝合金在680~750℃浇注在循环水冷铜模具中,浇注前先通水,水流速度为1.5~2.5ml/s,浇注完毕后进行机械振动,振动频率为30~80Hz,激振力为80~150N;
(4)接着进行均匀化处理,均匀化处理温度为430~480℃,时间为20~30h;然后进行挤压:预热温度400~500℃,挤压速度0.5~2m/min,挤压比为30∶1,挤压后棒材进行T6热处理(固熔处理后淬火,紧接着进行人工时效处理)。
所述的T6热处理,根据变形铝合金的不同,其固熔温度为:450~550℃,时间为80~140min,室温水淬,时效温度为:100~200℃,时间为:5~8h。
与现有技术相比,本发明结合了快速冷却和机械振动的特点。在振动场中,液体金属将作上下运动,使其处于沸腾状。一方面,由于金属的上下冲刷作用,使已长大的枝晶被打断、碎裂,从而形成新的细小晶粒,另一方面液态金属的上下运动,增大了它的过冷度,有利于形成新的晶核。同时利用循环水带走铸锭热量,达到快速凝固的效果,从而达到细化晶粒和提高机械性能的目的。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一:
实验以工业纯Al和工业纯Mg、Al-Si、Al-Mn中间合金配制6351铝合金,合金成分为0.7~1.3%Si,0.4~0.8%Mn,0.4~0.8%Mg,余量为Al。先将纯铝放入坩埚中熔化并升温到800℃,用JZF-03型高温覆盖剂覆盖;添加合金元素,加入JZJ型无害铝合金精炼剂进行除气精炼,扒去浮渣,然后在730℃静置20分钟后浇注在水冷铜模中(Φ80mm×200mm),水流速度为2.2ml/s,凝固过程中进行机械振动,振动频率为50Hz,激振力为100N,凝固结束后得到6351铸锭。合金均匀化处理工艺为:463℃×24h,以消除成分偏析。热挤压工艺为:预热温度450℃,挤压速度1m/min,挤压比为30∶1。挤压后的棒材热处理工艺为:530℃/110min固溶,室温水淬,170℃/6h人工时效。其组织为等轴晶粒,晶粒度≤10μm。
实施例二:
实验以工业纯Al和Al-Cu、Al-Si、Al-Mn中间合金配制2024铝合金,合金成分为3.8~4.9%Cu,0.3~0.9%Mn,1.2~1.8%Mg,余量为Al。先将纯铝放入坩埚中熔化并升温到800℃,用JZF-03型高温覆盖剂覆盖;添加合金元素,加入JZJ型无害铝合金精炼剂进行除气精炼,扒去浮渣,然后在750℃静置20分钟后浇注在水冷铜模中(Φ80mm×200mm),水流速度为2.2ml/s,凝固过程中进行机械振动,振动频率为45Hz,激振力为90N,凝固结束后得到2024铸锭。合金均匀化处理工艺为:463℃×24h,以消除成分偏析。热挤压工艺为:预热温度450℃,挤压速度1m/min,挤压比为30∶1。挤压后的棒材热处理工艺为:493℃/110min固溶,室温水淬,191℃/6h人工时效。其组织为等轴晶粒,晶粒度≤10μm。
实施例三:
实验以工业纯Al和工业纯Mg、Al-Cu、Al-Zn、Al-Cr中间合金配制7075铝合金,合金成分为1.2~2.0%Cu,2.1~2.9%Mg,0.18~0.28%Cr,5.1~6.1%Zn,余量为Al。先将纯铝放入坩埚中熔化并升温到800℃,用JZF-03型高温覆盖剂覆盖;添加合金元素,加入JZJ型无害铝合金精炼剂进行除气精炼,扒去浮渣,然后在750℃静置20分钟后浇注在水冷铜模中(Φ80mm×200mm),水流速度为2.2ml/s,凝固过程中进行机械振动,振动频率为40Hz,激振力为80N。凝固结束后得到7075铸锭。合金均匀化处理工艺为:463℃×24h,以消除成分偏析。热挤压工艺为:预热温度450℃,挤压速度1m/min,挤压比为30∶1。挤压后的棒材热处理工艺为:470℃/110min固溶,室温水淬,120℃/6h人工时效。其组织为等轴晶粒,晶粒度≤10μm。
Claims (10)
1、一种制备超细晶变形铝合金的方法,适用于所有系列的变形铝合金,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在坩埚中加入工业纯铝,使铝锭熔化,升温,用覆盖剂覆盖;
(2)根据合金成分添加Mg元素以及Al-Si、Al-Mn、Al-Cu、Al-Zn、Al-Cr中间合金,在熔体中加入精炼剂进行除气精炼,扒去浮渣,然后静置;
(3)将循环水冷铜模具固定在机械振动台上,等待浇注;
(4)将铝合金浇注在循环水冷铜模具中,浇注前先通水;
(5)浇注完毕后,进行机械振动;
(6)均匀化处理,然后进行挤压,最后再进行T6热处理。
2、按照权利要求1所述的制备超细晶变形铝合金的方法,其特征是:所述的升温为700~1000℃;所述的覆盖剂是指JZF-03型高温覆盖剂。
3、按照权利要求1所述的制备超细晶变形铝合金的方法,其特征是:所述的精炼剂为JZJ型无害铝合金精炼剂。
4、按照权利要求1所述的制备超细晶变形铝合金的方法,其特征是:所述的静置,其时间为10~30min,其温度为680~780℃。
5、按照权利要求1所述的制备超细晶变形铝合金的方法,其特征是:所述的浇注,其浇注温度为680~750℃。
6、按照权利要求1所述的制备超细晶变形铝合金的方法,其特征是:所述的通水,其水流速度为1.5~2.5ml/s。
7、按照权利要求1所述的制备超细晶变形铝合金的方法,其特征是:所述的机械振动,其振动频率为30~80Hz,激振力为80~150N。
8、按照权利要求1所述的制备超细晶变形铝合金的方法,其特征是:所述的均匀化处理,其温度为:430~480℃,时间为20~30h。
9、按照权利要求1所述的制备超细晶变形铝合金的方法,其特征是:所述的挤压,其预热温度为400~500℃,挤压速度0.5~2m/min,挤压比为30∶1。
10、按照权利要求1所述的制备超细晶变形铝合金的方法,其特征是:所述的T6热处理,其固溶温度为:450~550℃,时间为80~140min,室温水淬,时效温度为:100~200℃,时间为:5~8h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2006101476453A CN1995419B (zh) | 2006-12-21 | 2006-12-21 | 制备超细晶变形铝合金的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2006101476453A CN1995419B (zh) | 2006-12-21 | 2006-12-21 | 制备超细晶变形铝合金的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1995419A true CN1995419A (zh) | 2007-07-11 |
CN1995419B CN1995419B (zh) | 2010-04-07 |
Family
ID=38250620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2006101476453A Expired - Fee Related CN1995419B (zh) | 2006-12-21 | 2006-12-21 | 制备超细晶变形铝合金的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1995419B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102029479A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-04-27 | 广州有色金属研究院 | 一种低银无铅焊料合金及其制备方法和装置 |
CN101768708B (zh) * | 2010-02-05 | 2012-05-23 | 深圳市新星轻合金材料股份有限公司 | 通过控制压缩比来控制铝钛硼合金晶粒细化能力的变化量的方法 |
CN102581245A (zh) * | 2011-01-11 | 2012-07-18 | 中国科学院金属研究所 | 多功能真空离心振荡细晶熔铸炉 |
CN102747258A (zh) * | 2012-07-14 | 2012-10-24 | 广东罗翔铝业有限公司 | 一种高强度高塑性铝合金材料的生产工艺 |
CN105734468A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-06 | 北京科技大学 | 一种提高7000系铝合金挤压制品组织均匀性的热处理方法 |
CN109136506A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-04 | 山东南山铝业股份有限公司 | 一种用于抑制铝合金型材粗晶环的加工方法及铝合金型材 |
CN114273645A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-05 | 山东康普锡威新材料科技有限公司 | 一种利用高频振动制备超细晶材料的方法 |
CN114346187A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-15 | 华南理工大学 | 一种超细晶高镁铝合金热挤压棒材及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1327019C (zh) * | 2005-07-28 | 2007-07-18 | 上海交通大学 | 原位颗粒增强铝基复合材料的制备方法 |
-
2006
- 2006-12-21 CN CN2006101476453A patent/CN1995419B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101768708B (zh) * | 2010-02-05 | 2012-05-23 | 深圳市新星轻合金材料股份有限公司 | 通过控制压缩比来控制铝钛硼合金晶粒细化能力的变化量的方法 |
CN102029479A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-04-27 | 广州有色金属研究院 | 一种低银无铅焊料合金及其制备方法和装置 |
CN102581245A (zh) * | 2011-01-11 | 2012-07-18 | 中国科学院金属研究所 | 多功能真空离心振荡细晶熔铸炉 |
CN102581245B (zh) * | 2011-01-11 | 2014-05-14 | 中国科学院金属研究所 | 多功能真空离心振荡细晶熔铸炉 |
CN102747258A (zh) * | 2012-07-14 | 2012-10-24 | 广东罗翔铝业有限公司 | 一种高强度高塑性铝合金材料的生产工艺 |
CN105734468A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-06 | 北京科技大学 | 一种提高7000系铝合金挤压制品组织均匀性的热处理方法 |
CN105734468B (zh) * | 2016-03-14 | 2017-05-31 | 北京科技大学 | 一种提高7000系铝合金挤压制品组织均匀性的热处理方法 |
CN109136506A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-04 | 山东南山铝业股份有限公司 | 一种用于抑制铝合金型材粗晶环的加工方法及铝合金型材 |
CN114346187A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-15 | 华南理工大学 | 一种超细晶高镁铝合金热挤压棒材及其制备方法 |
CN114273645A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-05 | 山东康普锡威新材料科技有限公司 | 一种利用高频振动制备超细晶材料的方法 |
CN114273645B (zh) * | 2021-12-27 | 2024-03-29 | 山东康普锡威新材料科技有限公司 | 一种利用高频振动制备超细晶材料的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1995419B (zh) | 2010-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1995419B (zh) | 制备超细晶变形铝合金的方法 | |
Maleki et al. | Effects of squeeze casting parameters on density, macrostructure and hardness of LM13 alloy | |
CA1178781A (en) | Device for producing metallic slurries | |
CN106735003B (zh) | 一种高强高导Cu-Cr-Zr合金棒材的非真空熔炼水平连铸生产工艺 | |
CN100566890C (zh) | 一种半固态合金浆料的制备和流变成型的设备 | |
Liu et al. | An investigation into aluminum–aluminum bimetal fabrication by squeeze casting | |
CN101624671B (zh) | 一种大直径7005铝合金圆铸锭及其制备方法 | |
CN104550960B (zh) | 应用冷床熔炼的金属增材制造方法及金属零件和应用 | |
CN104357721A (zh) | 一种7050铝合金 | |
CN102899540A (zh) | 一种超大规格铝合金扁锭及其铸造方法 | |
CN103882271A (zh) | 一种高强度高延伸率Al-Mg-Si-Cu合金材料及其制备方法 | |
CN100532596C (zh) | 半固态合金浆料的制备和流变成型方法 | |
CN100554455C (zh) | 半固态合金浆料的制备和成型方法 | |
US7513962B2 (en) | Alloy substantially free of dendrites and method of forming the same | |
CN1994623B (zh) | 一种7xxx系铝合金半连续铸造装置及方法 | |
CN104532028A (zh) | 一种7050铝合金的热顶铸造工艺及7050铝合金铸锭 | |
CN104404415A (zh) | 一种航空用铝合金铸锭的制备工艺及铝合金铸锭 | |
Nafisi et al. | Semi-solid metal processing routes: an overview | |
CN104451292A (zh) | 一种7a85铝合金 | |
JPH09137239A (ja) | 半溶融金属の成形方法 | |
CN202779647U (zh) | 一种半固态的有色金属连铸装置 | |
CN110157929A (zh) | 一种改善镁合金中Mg2Si强化相组织和形貌的方法 | |
CN104388858A (zh) | 一种7050铝合金的均匀化热处理工艺及7050铝合金铸锭 | |
CN109628779A (zh) | 一种细化高合金含量Mg-Al-Zn镁合金共晶相方法 | |
JP3246273B2 (ja) | 半溶融金属の成形方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100407 Termination date: 20121221 |