專利名稱：鋁合金余溫淬火添加劑及用該添加劑生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金產(chǎn)品熱處理加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁合金余溫淬火添加劑及用該添加劑生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)鋁合金熱處理，一般是由淬火+人工時(shí)效(自然時(shí)效)組成。所謂淬火就是將產(chǎn)品經(jīng)淬火爐加溫到合金某一特定溫度(通常為液固兩相線附近)并進(jìn)行適時(shí)保溫后，然后再以足夠大的冷卻速度進(jìn)行冷卻(一般采取水淬)，從而得到合金相應(yīng)的室溫組織，這種處理方法稱之為淬火。顯然這種淬火需有投資不菲的淬火爐及與之相配套的設(shè)施，更需要消耗大量的能源，所以生產(chǎn)成本也就相對(duì)較高。

發(fā)明內(nèi)容
為克服傳統(tǒng)淬火工藝投資大、費(fèi)用高，生產(chǎn)成本居高不下的弊端，本發(fā)明提供了一種利用產(chǎn)品出型余溫對(duì)鋁合金進(jìn)行淬火的添加劑；及用該添加劑生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品的方法。
添加劑的主要成份包括Mg、Li元素的一種或幾種。
在添加劑中，還包括Cu、Ti、Mn、Zr、Co、B、Ni、Cd、Si、Zn、V、Sb、Sr、Te、Fe、Cr、RE的一種或幾種。
添加劑可選擇單質(zhì)、中間合金、鹽類或其他化合物形式加入。
在Al-Si合金中，添加劑的最佳取值范圍(加入量％)是Mg0.2-1.5；Cu1.0～5.0；Ti0.10～0.30；RE1～1.5；Mn約為含鐵量的1/2；Zr0.10～0.40；Co0.5～1.0；B0.01～0.10；Ni0.5～1.5；Cd0.15～1.0；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。
在Al-Cu合金中，添加劑的最佳取值范圍(加入量％)是Mn0.15～0.30；Ti0.3～1.0；RE4～5；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。
在Al-Mg合金中，添加劑的最佳取值范圍(加入量％)是Si0.6～1.3；Zn1～1.5；Te0.1～0.3；Ti0.1～0.25；Zr0.1～0.3；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5。
在Al-Zn-Mg合金中，添加劑的最佳取值范圍(加入量％)是Fe1.0～1.7；Cu0.3～1.5；Mn0.3～1.5；Cr0.1～0.5；Ti0.10～0.30；Zr0.10～0.30；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。
一種用添加劑生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品的方法，鋁合金熔煉時(shí)，加入0.1～10％的添加劑，添加劑加入可用壓勺壓入合金液中充分吸收，也可以利用澆口杯喂加；余溫淬火--合金凝固產(chǎn)品出型后，立即淬火。轉(zhuǎn)移時(shí)間＜10S，出型溫度控制在350℃以上。
機(jī)理在鋁合金中，選擇適當(dāng)?shù)暮辖馃o(wú)素，如Li、Cd、Mn、Mg、Ti、B、V、Zr、RE等來(lái)改善和提高冶金質(zhì)量，控制機(jī)械性能。在生產(chǎn)工藝上采用冷卻速度快，結(jié)晶細(xì)的生產(chǎn)方法，如金屬型鑄造、低壓鑄造、壓鑄、差壓鑄造、連續(xù)或半連續(xù)鑄造、鍛壓、軋制等。因?yàn)樵诟咚倮鋮s結(jié)晶時(shí)，可形成過(guò)渡族元素，在鋁中的異常過(guò)飽和固溶體，使其溶解度大大超過(guò)平衡結(jié)晶時(shí)的飽合溶解度，而不產(chǎn)生化合物初晶。
在低于結(jié)晶終了溫度高于時(shí)效溫度的區(qū)間內(nèi)利用余溫淬火工藝方法增加形成具有中間尺寸(0.01～0.5um)的沉淀易溶相固溶體如Al2CuMg、Al3Li、Al3CuLi、Al2MgLi、Mg2Si……等。
如(1)固溶體→中間相δ′(Al3Li)→平衡相δ(Al3Li)δ′相呈球狀，與母相完全共格---起強(qiáng)化作用。 合金中含有Mg時(shí)，Mg不溶入δ′相中，使Li溶解度下降，隨著δ′相的析出基體產(chǎn)生固溶液強(qiáng)化---強(qiáng)度上升。
→δ′→δ(3)固溶體→GP(1)→θ″→θ′→θ→T1(Al2CuLi)當(dāng)含銅量高的合金時(shí)，(一般為2.2～5％)Al-Li沉淀與Al-Cu沉淀同時(shí)發(fā)生。
此時(shí)若添加微量Cd，由于Cd存在于θ′相與母相的界面上使界面能下降，θ′相的形核臨界尺寸減少容易沉淀，從而提高合金的時(shí)效強(qiáng)化效果。(淬火溫度區(qū)間要求相對(duì)降低，一般350℃上)當(dāng)合金含硅量較高時(shí)(Si＞0.6Mg，Mg0.1～0.8％)，合金組織主要取決于鎂的含量。鎂和硅優(yōu)先形成強(qiáng)化相Mg2Si，而銅的作用是參與形成θ、S和W相，起補(bǔ)充強(qiáng)化作用。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于在鋁合金中加入添加劑，產(chǎn)品綜合機(jī)械性能勻能達(dá)到要求且易于控制；看實(shí)施例機(jī)械性能。省略了傳統(tǒng)淬火熱處理中的淬火爐及能源，可降低生產(chǎn)成本50～80％。投資少，使用本發(fā)明方案基本上不用另行投資。可免去淬火爐的投資，以及相關(guān)配套的輸配電設(shè)施的大額投入。本發(fā)明生產(chǎn)鋁合金的方法操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低且環(huán)保無(wú)公害。
以下為各合金元素在不同鋁合金中的作用合金元素在Al-Si合金中的作用(選擇附加)

合金元素在Al-Cu合金中的作用(選擇附加)

合金元素在Al-Mg合金中的作用(選擇附加)

合金元素在Al-Zn-Mg合金中的作用(選擇附加)

合金元素在鋁合金中的變質(zhì)作用(選擇附加)

各合金元素(選擇附加)根據(jù)鋁合金化學(xué)成份條件，加工工藝條件等，酌情酌量選擇使用，用量范圍根據(jù)上表。
具體實(shí)施例方式1、以下為各實(shí)施例的配方①M(fèi)g100％②Li100％③Mg1％；余量為Al④Li0.1％；余量為Al⑤Ti15％；B 5％；RE30％；余量為Mg⑥Mn20％；Ti20％；Cd20％；Zr10％；余量為L(zhǎng)i⑦M(jìn)g50％；Li0.2％；Ti10％；Zr10％；Cd10％；余量為Al操作方法鋁合金熔煉時(shí)，加入0.1～10％的添加劑來(lái)控制合金機(jī)械性能和冶金質(zhì)量。
添加劑加入利用壓勺壓入合金液中充分吸收，也可以利用澆口杯喂加等。
余溫淬火合金凝固產(chǎn)品出型后，立即淬火(轉(zhuǎn)移時(shí)間＜10S)，一般為水淬，出型溫度控制在350℃以上。
時(shí)效處理，與常規(guī)淬火相同。
以下為應(yīng)用各配方添加劑的使用效果圖表

權(quán)利要求
1.一種鋁合金余溫淬火添加劑；其特征在于主要成份包括Mg、Li元素的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金余溫淬火添加劑；其特征在于在添加劑中，還包括Cu、Ti、Mn、Zr、Co、B、Ni、Cd、Si、Zn、Te、Sr、Sb、V、Fe、Cr、RE的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金余溫淬火添加劑；其特征在于所述的添加劑可選擇單質(zhì)、中間合金、鹽類或其他化合物形式加入。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金余溫淬火添加劑；其特征在于在Al-Si合金中，添加劑的最佳取值范圍(加入量％)是Mg0.2-1.5；Cu1.0～5.0；Ti0.10～0.30；RE1～1.5；Mn約為含鐵量的1/2；Zr0.10～0.40；Co0.5～1.0；B0.01～0.10；Ni0.5～1.5；Cd0.15～1.0；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金余溫淬火添加劑；其特征在于在Al-Cu合金中，添加劑的最佳取值范圍(加入量％)是Mn0.15～0.30；Ti0.3～1.0；RE4～5；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金余溫淬火添加劑；其特征在于在Al-Mg合金中，添加劑的最佳取值范圍(加入量％)是Si0.6～1.3；Zn1～1.5；Te0.1～0.3；Ti0.1～0.25；Zr0.1～0.3；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金余溫淬火添加劑；其特征在于在Al-Zn-Mg合金中，添加劑的最佳取值范圍(加入量％)是Fe1.0～1.7；Cu0.3～1.5；Mn0.3～1.5；Cr0.1～0.5；Ti0.10～0.30；Zr0.10～0.30；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。
8.一種用添加劑生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品的方法，其特征在于鋁合金熔煉時(shí)，加入0.1～10％的添加劑。余溫淬火合金凝固產(chǎn)品出型后，立即淬火，轉(zhuǎn)移時(shí)間＜10S，出型溫度控制在350℃以上。
全文摘要
一種利用產(chǎn)品出型余溫對(duì)鋁合金進(jìn)行淬火的添加劑，及用該添加劑生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品的方法；添加劑的主要成份包括Mg、Li元素的一種或幾種。在添加劑中，還包括Cu、Ti、Mn、Zr、Co、B、Ni、Cd、Si、Zn、V、Sb、Sr、Te、Fe、Cr、RE的一種或幾種。添加劑可選擇單質(zhì)、中間合金、鹽類或其他化合物形式加入。一種用添加劑生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品的方法，鋁合金熔煉時(shí)，加入0.1～10％的添加劑，添加劑加入可用壓勺壓入合金液中充分吸收，余溫淬火－合金凝固產(chǎn)品出型后，立即淬火。轉(zhuǎn)移時(shí)間＜10S，出型溫度控制在350℃以上。
文檔編號(hào)C22F1/04GK1435504SQ0210293
公開(kāi)日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2002年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者俞世德 申請(qǐng)人:俞世德