一種鋁合金材料及制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁合金材料及制作方法，本鋁合金材料主要成分是鋁，還包括錫、鎘、鋅、銅、硅、錳、鉻、鎳和鈦，本制作方法，包括步驟（1）將錫、鎘、鋅、銅、硅、錳、鉻、鎳和鈦分別預(yù)熱，并分別各自攪拌，直到各組分完全熔化；（2）將步驟（1）所述的熔融的各組分別快速升溫至1857℃，并同時混合，攪拌均勻；（3）將步驟（2）所述的熔融的各組分的混合液進(jìn)行澆筑，澆筑完成后自然冷卻。本發(fā)明，鋁合金材料能夠滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)鋁合金的材料性能要求，尤其是加工成型、表面質(zhì)量、熱處理等性能方面的要求；制作方法簡單，便于實現(xiàn)和推廣。
【專利說明】一種紹合金材料及制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金材料及制作方法，屬于金屬材料領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]鋁是純白色輕金屬，有延展性，商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱猛烈燃燒，并發(fā)出炫目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液，難溶于水。鋁在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位，是地殼中含量最豐富的金屬元素。航空、建筑、汽車三大重要行業(yè)的發(fā)展，要求材料特性具有鋁及其合金的獨特性質(zhì)，這就大大有利于這種新金屬鋁的生產(chǎn)和應(yīng)用，鋁的應(yīng)用極為廣泛。
[0003]鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用，工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之伸入。鋁合金密度低，但是強(qiáng)度比較高，接近甚至超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣發(fā)使用，使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，因此，鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點之一。
[0004]鋁合金材料大量運(yùn)用于建筑、民用和工業(yè)領(lǐng)域，而目前工業(yè)用高強(qiáng)度鋁合金材料很多不同的要求，如，要求具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的加工成型性能、高耐腐蝕能力，有多種表面處理性能或者良好的熱處理性能等。目前，高強(qiáng)鋁合金在工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用的數(shù)量和范圍越來越大，但，現(xiàn)有的高強(qiáng)鋁合金材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)領(lǐng)域的要求?，F(xiàn)有高強(qiáng)鋁合金材料只滿足上述部分條件，不能同時滿足上述所有條件，尤其是在加工成型、表面質(zhì)量、熱處理等性能方面不能滿足。這也使得高強(qiáng)度鋁合金材料在工業(yè)領(lǐng)域中的使用收到限制，影響高強(qiáng)度鋁合金在工業(yè)領(lǐng)域的使用量。綜上，運(yùn)用于工業(yè)領(lǐng)域的鋁合金材料一般要求具有高強(qiáng)度，高韌性、高表面質(zhì)量和多種表面處理能力，但是由于這種鋁合金化程度高，其存在加工成型困難、熱處理要求高、表面質(zhì)量差、表面吃力困難的不足。
[0005]高強(qiáng)鋁合金具有強(qiáng)度高，塑性好，可焊性好以及耐腐蝕性能優(yōu)良等特點，被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的各種結(jié)構(gòu)件和其他強(qiáng)度要求高的高應(yīng)力焊接結(jié)構(gòu)件上，是目前許多軍用和民用飛機(jī)、交通運(yùn)輸工具中不可缺少的重要結(jié)構(gòu)材料。隨著航天航空技術(shù)發(fā)展對材料要求的日益提聞，研究人員正著力開發(fā)強(qiáng)度更聞，綜合性能優(yōu)良的聞強(qiáng)度可焊接招合金，目如為提聞焊接用的高強(qiáng)度鋁合金的綜合性能，主要是在追求材料高強(qiáng)度的同時，降低由于強(qiáng)度提高對抗應(yīng)力腐蝕性能、斷裂韌性和疲勞強(qiáng)度等造成不良影響。
[0006]隨著各行業(yè)對高強(qiáng)度鋁合金的要求日益提高，并提出了高載荷、輕質(zhì)化、高強(qiáng)、高韌、高模量、良好耐腐蝕性能及焊接性能等一系列要求，但目前的研究在一味追求高強(qiáng)度、高韌性鋁合金卻忽視了提高材料的焊接性能，使得現(xiàn)有的鋁合金材料要么強(qiáng)度高而焊接性能差或者焊接性能好膽強(qiáng)度低，導(dǎo)致部分鋁合金結(jié)構(gòu)零件的尺寸選擇上偏向與尺寸較厚且焊接性能較好的材料。零件尺寸較厚主要由兩個發(fā)面原因:一方面由于強(qiáng)度低而達(dá)不到需要的強(qiáng)度，因此借助厚度來解決所需的高載荷問題；另一方面現(xiàn)存的鋁合金大多數(shù)是追求高強(qiáng)度高韌性，而很少又在強(qiáng)度基礎(chǔ)上重視焊接性能的，因此，在高潛伏鋁合金焊接方面的不足，使得鋁合金的結(jié)構(gòu)件在選擇上會偏向強(qiáng)度低而有較好的焊接性能的材料，從而會造成的零件尺寸較厚導(dǎo)致無法滿足鋁合金結(jié)構(gòu)件高載荷和輕質(zhì)化的要求。
[0007]發(fā)明人檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?01210225837.7的發(fā)明專利(一種鐵合金材料),其特征是:組成合金材料的金屬兀素為？6、附、011 ? 0 ；合金材料各兀素質(zhì)量百分成分:(?16.81 ?17.08，8116.83 ?17.20，011 11.69 ?18.40，0 14.58 ?15.37，32.02?33.05，其余為雜質(zhì)元素，各組成元素的質(zhì)量百分比之和為100%。其優(yōu)點是:本發(fā)明提供的鐵合金材料，添加各的元素使合金材料具有良好強(qiáng)度、韌性及力學(xué)性能，從而具有很好的壓縮強(qiáng)度和塑性，隨熱處理溫度的升高，該材料壓縮強(qiáng)度沒有明顯的降低，且塑性得到大幅度的提升，同時合金材料具有耐高溫性。合金材料在8001溫度下退火保溫5小時后，合金材料的強(qiáng)度和塑性綜合性能最佳。但是該鐵合金材料制作程序復(fù)雜，制作成本高，周期長。
[0008]還檢索發(fā)現(xiàn)申請?zhí)枮?01310712907.6的發(fā)明公開一種銀合金材料以及其制備工藝，銀合金材料由重量組分的合金成分組成:銀85-96，銅1-3，鋅1.0-1.6，鈀0.2-1.0，鎘
0.2-0.8，鋯1.2-2.0，釕1.1-2.0，鎂0.5-1.3。該發(fā)明提高了銀合金的耐高溫性能、延展性和硬度，使銀合金材料更易于造型，且在銀合金材料中添加的的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了銀合金材料的整體穩(wěn)定性和銀合金材料的延展性，使銀合金更易于加工成型，因為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的三元合金金屬絲比較細(xì)致，且包裹在銀-銅的二元合金中，不影響銀合金材料的成色和加工后的飾品的美觀度。等離子清洗機(jī)清洗可以使銀合金材料不易氧化。但是該專利的材料成本高，由于較高的價格導(dǎo)致應(yīng)用范圍受限，不可能廣泛應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述存在的問題，本發(fā)明公開了一種鋁合金材料及制作方法，本鋁合金材料的組分及制作方法如下:
一種鋁合金材料，主要成分是鋁，鋁合金材料中包括如下組分:錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻，其特征是各組分的重量百分比分別為:
錫:0.30/:0.9%，
鎘:0.01%?0丨 1%，
鋅:0.02%1 08%，
銅:1.00/:2.0%，
硅:0.050/:0.15%，
錳:0.06%?0.16%，
鉻:0.01%?0.1%。
[0010]所述鋁合金材料中還包括鎳，鎳的重量百分比為0.019^0.06%。
[0011]所述鋁合金材料中還包括鈦，鈦的重量百分比為0.029^0.09%。
[0012]所述鋁合金材料中各組分的重量百分比分別為:
錫:0.4%?0.8%，
鎘:0.020/:0.09%，
鋅:0.03%?0.07%，
銅:0.2%1 8%，
硅:0.06%?0.14%，
錳:0.070/:0.15%，
鉻:0.02%1 09%，
鎳:0.02%1 05%，
鈦:0.03%?0.08%，
其余成分為招。
[0013]所述鋁合金材料中各組分的重量百分比分別為:
錫:0.5%，鎘:0.05%，鋅:0.05%，銅:0.5%，硅:0.1%，錳:0.11%，鉻:0.05%，鎳:0.04%，鈦:0.05%，其余成分為鋁。
[0014]制作鋁合金材料的方法，包括以下步驟:
(1)將錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻分別預(yù)熱到232。。、595。。、420V、1084 V、1414 V、12441和18571，并分別各自攪拌，直到各組分完全熔化；
(2)將步驟(1)所述的熔融的各組分別快速升溫至18571，并同時混合，攪拌均勻；
(3)將步驟(2)所述的熔融的各組分的混合液進(jìn)行澆筑，澆筑完成后自然冷卻。
[0015]制作鋁合金材料的方法，其特征是包括以下步驟:
(1)將錫、鎘、鋅、銅、硅、錳、鉻、鎳和鈦分別預(yù)熱到232。匕595。匕420V、1084 V、14141、12441、18571、14531和16781，并分別各自攪拌，直到各組分完全熔化；
(2)將步驟(1)所述的熔融的各組分別快速升溫至18571，并同時混合，攪拌均勻；
(3)將步驟(2)所述的熔融的各組分的混合液進(jìn)行澆筑，澆筑完成后自然冷卻。
[0016]本發(fā)明的鋁合金材料能夠滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)鋁合金的材料性能要求，本發(fā)明的鋁合金材料的抗拉強(qiáng)度大于4601%，延伸率小于4%，硬度耶135?150，屈服強(qiáng)度320^36011)8 ；尤其是加工成型、表面質(zhì)量、熱處理等性能方面的要求。
[0017]鉻在本發(fā)明的鋁合金材料中，阻礙再結(jié)晶的形核和長大過程，對合金有一定的強(qiáng)化作用，還能改善鋁合金的韌性和降低應(yīng)力腐蝕開裂的敏感性。
[0018]本發(fā)明的鋁合金材料的制作方法，分別將各組分加熱熔化，然后快速提高到所有組分的最高溫度后，快速攪拌混合，各組分混合均勻，澆筑成型后，自然冷卻，形成合金材料。制作方法簡單。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合【具體實施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0021]實施例1:
一種鋁合金材料，鋁合金材料中包括如下組分:錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻，各組分的重量百分比分別為:錫:0.3%，鎘:0.01%，鋅:0.02%，銅:1.0%，硅:0.05%，錳:0.06%，鉻:
0.01%；其余成分為鋁。
[0022]實施例2:
一種鋁合金材料，鋁合金材料中包括如下組分:錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻，各組分的重量百分比分別為:錫:0.9%，鎘:0.1%，鋅:0.08%，銅:2.0%，硅:0.15%，錳:0.16%，鉻:0.1% ；
其余成分為招。
[0023]實施例3:
一種鋁合金材料，鋁合金材料中包括如下組分:錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻，各組分的重量百分比分別為:錫:0.3%，鎘:0.01%，鋅:0.02%，銅:1.0%，硅:0.05%，錳:0.06%，鉻:0.01%。
[0024]所述鋁合金材料中還包括鎳，鎳的重量百分比為0.01% ；
其余成分為招。
[0025]實施例4:
一種鋁合金材料，鋁合金材料中包括如下組分:錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻，各組分的重量百分比分別為:錫:0.9%，鎘:0.1%，鋅:0.08%，銅:2.0%，硅:0.15%，錳:0.16%，鉻:0.1%。
[0026]所述鋁合金材料中還包括鎳，鎳的重量百分比為0.06% ；
其余成分為招。
[0027]實施例5:
一種鋁合金材料，鋁合金材料中包括如下組分:錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻，各組分的重量百分比分別為:錫:0.3%，鎘:0.01%，鋅:0.02%，銅:1.0%，硅:0.05%，錳:0.06%，鉻:0.01% ；
所述鋁合金材料中還包括鎳，鎳的重量百分比為0.01% ；
所述鋁合金材料中還包括鈦，鈦的重量百分比為0.02% ；
其余成分為招。
[0028]實施例6:
一種鋁合金材料，鋁合金材料中包括如下組分:錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻，其特征是各組分的重量百分比分別為:錫:0.9%，鎘:0.1%，鋅:0.08%，銅:2.0%，硅:0.15%，錳:
0.16%，鉻:0.1%；
所述鋁合金材料中還包括鎳，鎳的重量百分比為0.06% ；
所述鋁合金材料中還包括鈦，鈦的重量百分比為0.09% ；
其余成分為招。
[0029]實施例5:
所述鋁合金材料中各組分的重量百分比分別為:
錫:0.5%，鎘:0.05%，鋅:0.05%，銅:0.5%，硅:0.1%，錳:0.11%，鉻:0.05%，鎳:0.04%，鈦:0.05%，鎳:0.04%，鈦0.05% ；其余成分為鋁。
[0030]實施例6:
制作鋁合金材料的方法，包括以下步驟:
(1)將錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻分別預(yù)熱到232。。、595。。、420V、1084 V、1414 V、12441和18571，并分別各自攪拌，直到各組分完全熔化；
(2)將步驟(1)所述的熔融的各組分別快速升溫至18571，并同時混合，攪拌均勻；
(3)將步驟(2)所述的熔融的各組分的混合液進(jìn)行澆筑，澆筑完成后自然冷卻。
[0031]實施例7:
制作鋁合金材料的方法，其特征是包括以下步驟:
(1)將錫、鎘、鋅、銅、硅、錳、鉻、鎳和鈦分別預(yù)熱到232。匕595。匕420V、1084 V、14141、12441、18571、14531和16781，并分別各自攪拌，直到各組分完全熔化；
(2)將步驟(1)所述的熔融的各組分別快速升溫至18571，并同時混合，攪拌均勻；
(3)將步驟(2)所述的熔融的各組分的混合液進(jìn)行澆筑，澆筑完成后自然冷卻。
[0032]本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
[0033]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金材料，主要成分是鋁，鋁合金材料中包括如下組分:錫、鎘、鋅、銅、硅、錳和鉻，其特征是各組分的重量百分比分別為:
錫:0.30/:0.9%，
鎘:0.01%?0丨 1%，
鋅:0.020/:0.08%，
銅:1.00/:2.0%， 硅:0.05%1 15%，
錳:0.06%?0.16%，
鉻:0.01%?0.1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征是所述鋁合金材料中還包括鎳，鎳的重量百分比為0.01%?0.06%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金材料，其特征是所述鋁合金材料中還包括鈦，鈦的重量百分比為0.02%^.09%0
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁合金材料，其特征是所述鋁合金材料中各組分的重量百分比分別為:
錫:0.4%?0.8%，
鎘:0.020/:0.09%，
鋅:0.03%?0.07%，
銅:0.20/:0.8%，
硅:0.06%?0.14%， 錳:0.07%1 15%，
鉻:0.020/:0.09%，
鎳:0.020/:0.05%，
鈦:0.03%?0.08%， 其余成分為招。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁合金材料，其特征是所述鋁合金材料中各組分的重量百分比分別為: 錫:0.5%，鎘:0.05%，鋅:0.05%，銅:0.5%，硅:0.1%，錳:0.11%，鉻:0.05%，鎳:0.04%，鈦:0.05%，其余成分為鋁。
6.制作權(quán)利要求1所述的鋁合金材料的方法，其特征是包括以下步驟: (1)將錫、鎘、鋅、銅、硅、錳、鉻和分別預(yù)熱到232。。、595。。、420V、1084 V、1414 V、.12441和18571，并分別各自攪拌，直到各組分完全熔化； (2)將步驟(1)所述的熔融的各組分別快速升溫至18571，并同時混合，攪拌均勻； (3)將步驟(2)所述的熔融的各組分的混合液進(jìn)行澆筑，澆筑完成后自然冷卻。
7.制作權(quán)利要求1所述的鋁合金材料的方法，其特征是包括以下步驟: (1)將錫、鎘、鋅、銅、硅、錳、鉻、鎳和鈦分別預(yù)熱到232。匕595。匕420V、1084 V、.14141、12441、18571、14531和16781，并分別各自攪拌，直到各組分完全熔化； (2)將步驟(1)所述的熔融的各組分別快速升溫至18571，并同時混合，攪拌均勻； (3)將步驟(2)所述的熔融的各組分的混合液進(jìn)行澆筑，澆筑完成后自然冷卻。
【文檔編號】C22C21/18GK104388782SQ201410574049
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】錢國東 申請人:無錫樂華自動化科技有限公司