一種高強耐疲勞鋁合金型材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強耐疲勞鋁合金型材的制備方法，該鋁合金型材各元素組成的質量百分比為：Si0.02-0.05、Fe0.04-0.08、Cu4.4-5.2、Mg1.8-2.6、Mn0.6-1.2、Ni0.4-0.8、Sb0.3-0.5、Ag0.15-0.35、Zn0.03-0.06、Ti0.02-0.04、Cr0.01-0.02、Bi0.005-0.015、Nd0.02-0.03、Tb0.01-0.02，余量為Al。本發(fā)明通過降低Fe、Si等元素的含量，提高Mn、Ni等元素以及合理的熱處理工藝，改善合金的斷裂韌性、耐疲勞性、抗應力腐蝕性和熱穩(wěn)定性。制得的鋁合金強度高，韌性好，高抗疲勞，使用壽命長，應用范圍廣。
【專利說明】一種高強耐疲勞鋁合金型材的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強耐疲勞鋁合金型材的制備方法，屬于鋁合金材料加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鋁合金是工業(yè)中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，因其密度低，強度比較高，接近或超過優(yōu)質鋼，塑性好，具有優(yōu)良的導電性、導熱性、抗蝕性等性能，可加工成各種型材，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業(yè)等方面。隨著科技的不斷進步和生活水平的不斷提高，工業(yè)結構材料對鋁合金材料機械強度、耐疲勞等性能的要求也不斷提聞。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高強耐疲勞鋁合金型材的制備方法，提高其綜合性能，擴展其應用范圍。
[0004]為實現上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案:
一種高強耐疲勞鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照元素質量百分數滿足下列要求:Si0.02-0.05、Fe 0.04-0.08, Cu 4.4-5.2,Mg 1.8-2.6, Mn 0.6-1.2, Ni 0.4-0.8, Sb 0.3-0.5, Ag 0.15-0.35, Zn 0.03-0.06, Ti0.02-0.04、Cr 0.01-0.02, Bi 0.005-0.015、Nd 0.02-0.03, Tb 0.01-0.02，余量為 Al 進行配料，將爐料投入中頻感應爐，加熱至75`0-770°C，待爐料全部熔化，攪拌20-30min，扒渣，檢測合金成分并調整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為730-750°C，精煉時間為15-20min,精煉完畢后靜置25_35min，扒渣后進行澆鑄，鑄造溫度為715_735°C，鑄造速度為 16~19mm/miη ；
(2)將鑄坯進行均勻化處理:先以80-120°C/h升溫至170-210°C，保溫3_4h，再以60-800C /h 升溫至 320-350°C，保溫 4-6h，再以 70-90°C /h 升溫至 495_515°C，保溫 l_2h，然后以 100-150°C /h 降溫至 180-220°C，保溫 4_5h，再以 80_120°C /h 升溫至 440_480°C，保溫2_3h，然后以100-150°C /h降溫至150-180°C，保溫4-8h，空冷至室溫；
(3)將均勻化處理后的鑄錠預熱至440-470°C，然后利用擠壓機將預熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預熱溫度為420-440°C，擠壓速率為3-5mm/s ；
(4)上述擠壓出來的鋁合金型材強風風冷至230-260°C，保溫4-8h，空冷至室溫，再以 100-150°C /h 升溫至 240-280°C，保溫 3-6h，再以 80-120°C /h 升溫至 465-495°C，保溫1-2h，然后以100-150°C /h降溫至190-230°C，保溫5_10h，然后放入0-5°C冰鹽水中降溫至50°C以下，取出以150-200°C /h升溫至365-405°C，保溫3-5h，再以40-60°C /h升溫至480-500°C，保溫l_2h，然后以140-180°C /h降溫至155_185°C，保溫8_12h，空冷至室溫后進行拉伸矯直，拉伸變形量控制在0.4-0.7% ；
(5)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材進行時效處理:先以80-100°C/h升溫至180-200 °C，保溫5-10h，再以30-50°C /h降溫至90-11 (TC，保溫8_12h，空冷至室溫，然后以70-900C /h 升溫至 165-185°C，保溫 8_llh，再以 30-50°C /h 降溫至 85_95°C，保溫 10_15h，空冷至室溫，經鋸切、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
[0005]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鉀15-20、氯化鈉10-15、氟鈦酸鉀4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4_8、橄欖石5_10、重晶石3_6、光鹵石2-4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸鈉1-2、木質素磺酸鈣2-3 ；b.將橄欖石、重晶石、光鹵石混合均勻，720-750°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1180-1240°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與氟鈦酸鉀、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均勻，然后加入硬脂酸、三聚磷酸鈉、木質素磺酸1丐，2000-3000rpm高速研磨10_15min,待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min，噴射造粒，即得精煉劑。
[0006]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明通過降低Fe、Si等元素的含量，提高Mn、Ni等元素以及合理的熱處理工藝，改善合金的斷裂韌性、耐疲勞性、抗應力腐蝕性和熱穩(wěn)定性。制得的鋁合金強度高，韌性好，高抗疲勞，使用壽命長，應用范圍廣。
[0007]【具體實施方式】
一種高強耐疲勞鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照元素質量百分數滿足下列要求:Si0.02-0.05、Fe 0.04-0.08, Cu 4.4-5.2,Mg 1.8-2.6、Mn 0.6-1.2、Ni 0.4-0.8、Sb 0.3-0.5、Ag 0.15-0.35、Zn 0.03-0.06、Ti0.02-0.04,Cr 0.01-0.02,Bi 0.005-0.015,Nd 0.02-0.03,Tb 0.01-0.02，余量為 Al 進行配料，將爐料投入中頻感應爐，加熱至760°C，待爐料全部熔化，攪拌25min，扒渣，檢測合金成分并調整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為740°C，精煉時間為20min，精煉完畢后靜置30min，扒渣后進行澆鑄，鑄造溫度為725°C，鑄造速度為17mm/min ；
(2)將鑄坯進行均勻化處理:先以100°C/h升溫至195°C，保溫4h，再以70°C /h升溫至330°C，保溫6h，再以80°C /h升溫至510°C，保溫lh，然后以150°C /h降溫至210°C，保溫4h，再以100°C /h升溫至460°C，保溫2h，然后以120°C /h降溫至170°C，保溫7h，空冷至室溫；
(3)將均勻化處理后的鑄錠預熱至465°C，然后利用擠壓機將預熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預熱溫度為430°C，擠壓速率為4mm/s ；
(4)上述擠壓出來的鋁合金型材強風風冷至240°C，保溫6h，空冷至室溫，再以120°C/h升溫至260°C，保溫4h，再以100°C /h升溫至280°C，保溫2h，然后以120°C /h降溫至220°C，保溫8h，然后放 入1°C冰鹽水中降溫至50°C以下，取出以180°C /h升溫至380°C，保溫4h，再以50°C /h升溫至490°C，保溫lh，然后以160°C /h降溫至170°C，保溫10h，空冷至室溫后進行拉伸矯直，拉伸變形量控制在0.6% ；
(5)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材進行時效處理:先以90°C/h升溫至190°C，保溫8h，再以40°C /h降溫至105°C，保溫10h，空冷至室溫，然后以80°C /h升溫至175°C，保溫9h，再以40°C /h降溫至90°C，保溫12h，空冷至室溫，經鋸切、精整、檢查驗收、包裝即得成品O[0008]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量(kg)的原料:氯化鉀17、氯化鈉
14、氟鈦酸鉀6、元明粉4、玻璃粉7、冰晶石粉6、橄欖石8、重晶石4、光鹵石3、硬脂酸0.7、三聚磷酸鈉1.5、木質素磺酸鈣2 ；b.將橄欖石、重晶石、光鹵石混合均勻，730°C煅燒2h，冷卻至室溫后放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡lh，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1200°C煅燒2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與氟鈦酸鉀、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均勻，然后加入硬脂酸、三聚磷酸鈉、木質素磺酸鈣，2000rpm高速研磨15min，待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至835°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20min，噴射造粒，即得精煉劑。
[0009]所得 的鋁合金型材經檢驗力學性能為:抗拉強度527Mpa，屈服強度為432Mpa，伸長率為17.8%ο
【權利要求】
1.一種高強耐疲勞鋁合金型材的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按照元素質量百分數滿足下列要求:Si0.02-0.05、Fe 0.04-0.08, Cu 4.4-5.2,Mg 1.8-2.6, Mn 0.6-1.2, Ni 0.4-0.8, Sb 0.3-0.5, Ag 0.15-0.35, Zn 0.03-0.06, Ti0.02-0.04、Cr 0.01-0.02, Bi 0.005-0.015、Nd 0.02-0.03, Tb 0.01-0.02，余量為 Al 進行配料，將爐料投入中頻感應爐，加熱至750-770°C，待爐料全部熔化，攪拌20-30min，扒渣，檢測合金成分并調整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為730-750°C，精煉時間為15-20min，精煉完畢后靜置25_35min，扒渣后進行澆鑄，鑄造溫度為715_735°C，鑄造速度為 16~19mm/miη ； (2)將鑄坯進行均勻化處理:先以80-120°C/h升溫至170-210°C，保溫3-4h，再以60-800C /h 升溫至 320-350°C，保溫 4_6h，再以 70_90°C /h 升溫至 495-515°C，保溫 l_2h，然后以 100-150°C /h 降溫至 180-220°C，保溫 4_5h，再以 80_120°C /h 升溫至 440_480°C，保溫2_3h，然后以100-150°C /h降溫至150-180°C，保溫4-8h，空冷至室溫； (3)將均勻化處理后的鑄錠預熱至440-470°C，然后利用擠壓機將預熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預熱溫度為420-440°C，擠壓速率為3-5mm/s ； (4)上述擠壓出來的鋁合金型材強風風冷至230-260°C，保溫4-8h，空冷至室溫，再以 100-150°C /h 升溫至 240-280°C，保溫 3_6h，再以 80_120°C /h 升溫至 465-495°C，保溫1-2h，然后以100-150°C /h降溫至190-230°C，保溫5_10h，然后放入0-5°C冰鹽水中降溫至50°C以下，取出以150-200°C /h升溫至365-405°C，保溫3-5h，再以40-60°C /h升溫至480-500°C，保溫l_2h，然后以140-180°C /h降溫至155-185°C，保溫8_12h，空冷至室溫后進行拉伸矯直，拉伸變形量控制在0.4-0.7% ； (5)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材進行時效處理:先以80-100°C/h升溫至180-200 0C，保溫5-10h，再·以30-50°C /h降溫至90-11 (TC，保溫8_12h，空冷至室溫，然后以70-900C /h 升溫至 165-185°C，保溫 8_llh，再以 30-50°C /h 降溫至 85_95°C，保溫 10_15h，空冷至室溫，經鋸切、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
2.根據權利要求1所述的高強耐疲勞鋁合金型材的制備方法，其特征在于，所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鉀15-20、氯化鈉10-15、氟鈦酸鉀4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4-8、橄欖石5-10、重晶石3-6、光鹵石2-4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸鈉1-2、木質素磺酸鈣2-3 ；b.將橄欖石、重晶石、光鹵石混合均勻，720-750°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1180-1240°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與氟鈦酸鉀、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均勻，然后加入硬脂酸、三聚磷酸鈉、木質素磺酸鈣,2000-3000rpm高速研磨10-15min,待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min，噴射造粒，即得精煉劑。
【文檔編號】C22F1/057GK103710596SQ201310687806
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權日:2013年12月17日
【發(fā)明者】吳賢春 申請人:蕪湖萬潤機械有限責任公司