一種硅鋁合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅鋁合金，屬于金屬材料【技術領域】。其含有下述重量百分含量的組分：鎂6-10％、硅8-16％、鐵0.05-0.15％、銅0.05-0.2％、錳0.02-0.15％、鉻0.06-0.25％、鎳0.08-0.22％、鈦0.1-0.2％，其余為鋁。與傳統(tǒng)的鋁合金相比，本發(fā)明的產(chǎn)品成分穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，不會產(chǎn)生偏析，組織更加均勻，晶粒大小一致，性能更好。
【專利說明】一種硅鋁合金及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料【技術領域】，具體來說，涉及一種硅鋁合金及其制備方法。

【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，純鋁的密度小，僅為鐵的I/3，熔點低。鋁是面心立方結構，具有很高的塑性，易于加工，可制成各種型材、板材，抗腐蝕性能好；但是純鋁的強度很低，不宜作結構材料。通過長期的生產(chǎn)實踐和科學實驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點的同時還能具有較高的強度，成為理想的結構材料，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，飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造，以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結構重量可減輕50 %以上。但是，采用傳統(tǒng)方法加工出來的鋁合金，由于受材料以及加工方法的限制，在加工過程中容易出現(xiàn)斷裂、皺紋、疲勞等缺陷，成品率較低，導致了材料的浪費。同時，生產(chǎn)效率較低，增加了勞動強度，增加了生產(chǎn)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種硅鋁合金及其制備方法，以解決傳統(tǒng)鋁合金的組分不合理以及加工方法不佳，導致加工出來的材料性能較差，在加工過程中容易出現(xiàn)斷裂、皺紋、疲勞等缺陷而存在的不足。
[0004]本發(fā)明通過以下技術方案解決上述技術問題:
[0005]一種娃銷合金，含有下述重量百分含量的組分:鎂6-10 %、娃8-16 %、鐵0.05-0.15 %、銅 0.05-0.2 %、錳 0.02-0.15 %、鉻 0.06-0.25 %、鎳 0.08-0.22 %、鈦0.1-0.2%，其余為鋁。
[0006]優(yōu)選地，所述娃銷合金含有下述重量百分含量的組分:鎂7_9%、娃10_14%、鐵0.08-0.12%、銅 0.09-0.15%、錳 0.06-0.1%、鉻 0.1-0.2%、鎳 0.1-0.2%、鈦 0.1-0.2%,
其余為鋁。
[0007]優(yōu)選地，所述娃銷合金含有下述重量百分含量的組分:鎂8%、娃12%、鐵0.1 %、銅 0.12%、錳 0.08%、鉻 0.15%、鎳 0.15%、鈦 0.15%，其余為鋁。
[0008]所述鋁合金還含有鋅，其含量為0.1-0.5%。
[0009]所述硅鋁合金還含有鉍，其含量為0.02-0.1 %。
[0010]所述硅鋁合金的制造方法為:
[0011](I)將鋁、鎂和硅投入到熔煉爐中，在充滿氮氣的環(huán)境中加熱到800_820°C，使其熔化為熔體，接著用氣體載體將鐵和銅加入到熔體中，保持恒溫攪拌4-8min，獲得混合熔體；
[0012](2)將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1150_1250°C，加入錳、鉻、鎳、鈦、鋅以及鉍，保持8-12min，然后將物料送入噴射成型設備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過程中控制霧化壓力為1-1.2MPa，合金液的流量為3-3.5kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得硅鋁合金成品。
[0013]所述步驟(I)中，還可以將混合熔體溫度調(diào)整至780°C，對熔煉爐中吹氬氣對混合熔體精煉15-16min，并除去液面浮渣。
[0014]所述步驟⑵中，將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1200°C，加入鐵、鈦、鋅以及碳，保持lOmin，然后將物料送入噴射成型設備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過程中控制霧化壓力為1.1MPa，合金液的流量為3.2kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得硅鋁合金成品。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:與傳統(tǒng)的鋁合金相比，本發(fā)明的產(chǎn)品成分穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良，不會產(chǎn)生偏析，組織更加均勻，晶粒大小一致，性能更好。傳統(tǒng)的鋁合金加工方法通常將制備合金錠的溫度控制在700-800 °C，加工出的鋁合金晶粒粗大，抗拉強度較低，本發(fā)明通過將將鎂、硅和鋁的混合熔體在1100°C以上的高溫條件下處理，并采用噴射成型技術制備鋁合金，使得生產(chǎn)的鋁合金具有抗拉強度高、硬度高、耐腐蝕性強以及耐磨性能好等優(yōu)點。

【具體實施方式】
[0016]為了方便本領域的技術人員理解，下面將結合實施例對本發(fā)明做進一步的描述。實施例僅僅是對該發(fā)明的舉例說明，不是對本發(fā)明的限定，實施例中未作具體說明的步驟均是已有技術，在此不做詳細描述。
[0017]實施例一
[0018]一種硅鋁合金，含有下述重量百分含量的組分:鎂6%、硅8%、鐵0.05%、銅
0.05%、錳 0.02%、鉻 0.06%、鎳 0.08%、鋅 0.1%、鉍 0.02%、鈦 0.1%，其余為鋁。
[0019]所述硅鋁合金的制造方法為:
[0020](I)將鋁、鎂和硅投入到熔煉爐中，在充滿氮氣的環(huán)境中加熱到800°C，使其熔化為熔體，接著用氣體載體將鐵和銅加入到熔體中，保持恒溫攪拌8min，然后將溫度調(diào)整至780°C，對熔煉爐中吹氬氣對混合熔體精煉15min，并除去液面浮渣獲得混合熔體；
[0021](2)將混合熔體送人中頻爐中，升溫至1150°C，加入猛、絡、镲、鈦、鋅以及秘，保持12min，然后將物料送入噴射成型設備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過程中控制霧化壓力為IMPa，合金液的流量為3kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得硅鋁合金成品。
[0022]實施例二
[0023]一種硅鋁合金，含有下述重量百分含量的組分:鎂7%、硅10%、鐵0.08%、銅
0.09%、錳 0.06%、鉻 0.1%、鎳 0.1%、鋅 0.1%、鉍 0.02%、鈦 0.1%，其余為鋁。
[0024]所述硅鋁合金的制造方法為:
[0025](I)將鋁、鎂和硅投入到熔煉爐中，在充滿氮氣的環(huán)境中加熱到800°C，使其熔化為熔體，接著用氣體載體將鐵和銅加入到熔體中，保持恒溫攪拌4min，然后將溫度調(diào)整至780°C，對熔煉爐中吹氬氣對混合熔體精煉16min，并除去液面浮渣獲得混合熔體；
[0026](2)將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1250°C，加入錳、鉻、鎳、鈦、鋅以及鉍，保持12min，然后將物料送入噴射成型設備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過程中控制霧化壓力為1.2MPa，合金液的流量為3.5kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得硅鋁合金成品。
[0027]實施例三
[0028]一種硅鋁合金，含有下述重量百分含量的組分:鎂10%、硅16%、鐵0.15%、銅
0.2%、錳 0.15%、鉻 0.25%、鎳 0.22%、鋅 0.5%、鉍 0.1%、鈦 0.2%，其余為鋁。
[0029]所述硅鋁合金的制造方法為:
[0030](I)將鋁、鎂和硅投入到熔煉爐中，在充滿氮氣的環(huán)境中加熱到805°C，使其熔化為熔體，接著用氣體載體將鐵和銅加入到熔體中，保持恒溫攪拌5min，然后將溫度調(diào)整至780°C，對熔煉爐中吹氬氣對混合熔體精煉15min，并除去液面浮渣獲得混合熔體；
[0031](2)將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1200°C，加入錳、鉻、鎳、鈦、鋅以及鉍，保持9min，然后將物料送入噴射成型設備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過程中控制霧化壓力為1.2MPa，合金液的流量為3.lkg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得硅鋁合金成品。
[0032]實施例四
[0033]一種硅鋁合金，含有下述重量百分含量的組分:鎂9%、硅14%、鐵0.12%、銅
0.15%、錳 0.1%、鉻 0.2%、鎳 0.2%、鋅 0.5%、鉍 0.1%、鈦 0.2%，其余為鋁。
[0034]所述硅鋁合金的制造方法為:
[0035](I)將鋁、鎂和硅投入到熔煉爐中，在充滿氮氣的環(huán)境中加熱到815°C，使其熔化為熔體，接著用氣體載體將鐵和銅加入到熔體中，保持恒溫攪拌7min，然后將溫度調(diào)整至780°C，對熔煉爐中吹氬氣對混合熔體精煉15min，并除去液面浮渣獲得混合熔體；
[0036](2)將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1150°C，加入錳、鉻、鎳、鈦、鋅以及鉍，保持
Ilmin，然后將物料送入噴射成型設備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過程中控制霧化壓力為1.2MPa，合金液的流量為3kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得硅鋁合金成品。
[0037]實施例五
[0038]一種硅鋁合金，含有下述重量百分含量的組分:鎂8%、硅12%、鐵0.1%、銅
0.12%、鋅 0.3%、鉍 0.025%、錳 0.08%、鉻 0.15%、鎳 0.15%、鈦 0.15%，其余為鋁。
[0039]所述硅鋁合金的制造方法為:
[0040](I)將鋁、鎂和硅投入到熔煉爐中，在充滿氮氣的環(huán)境中加熱到810°C，使其熔化為熔體，接著用氣體載體將鐵和銅加入到熔體中，保持恒溫攪拌6min，然后將溫度調(diào)整至780°C，對熔煉爐中吹氬氣對混合熔體精煉16min，并除去液面浮渣獲得混合熔體；
[0041](2)將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1200°C，加入鐵、鈦、鋅以及碳，保持lOmin，然后將物料送入噴射成型設備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過程中控制霧化壓力為1.1MPa，合金液的流量為3.2kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得硅鋁合金成品。
【權利要求】
1.一種娃銷合金，其特征在于，含有下述重量百分含量的組分:鎂6-10%、娃8_16%、鐵 0.05-0.15 %、銅 0.05-0.2 %、錳 0.02-0.15 %、鉻 0.06-0.25 %、鎳 0.08-0.22 %、鈦0.1-0.2%，其余為鋁。
2.如權利要求1所述的硅鋁合金，其特征在于，所述硅鋁合金含有下述重量百分含量的組分:鎂 7-9 %、娃 10-14 %、鐵 0.08-0.12 %、銅 0.09-0.15 %、錳 0.06-0.1 %、鉻0.1-0.2%、鎳 0.1-0.2%、鈦 0.1-0.2%，其余為鋁。
3.如權利要求1所述的硅鋁合金，其特征在于，所述硅鋁合金含有下述重量百分含量的組分:鎂 8%、硅 12%、鐵 0.1%、銅 0.12%、錳 0.08%、鉻 0.15%、鎳 0.15%、鈦 0.15%,其余為鋁。
4.如權利要求1-3任意一項所述的硅鋁合金，其特征在于，所述鋁合金還含有鋅，其含量為 0.1-0.5%。
5.如權利要求4所述的硅鋁合金，其特征在于，所述硅鋁合金還含有鉍，其含量為0.02-0.
6.如權利要求5所述的硅鋁合金，其特征在于，所述硅鋁合金的制造方法為: (1)將鋁、鎂和硅投入到熔煉爐中，在充滿氮氣的環(huán)境中加熱到800-820°C，使其熔化為熔體，接著用氣體載體將鐵和銅加入到熔體中，保持恒溫攪拌4-8min，獲得混合熔體； (2)將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1150-1250°C，加入錳、鉻、鎳、鈦、鋅以及鉍，保持8-12min，然后將物料送入噴射成型設備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過程中控制霧化壓力為l_1.2MPa，合金液的流量為3-3.5kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得硅鋁合金成品。
7.如權利要求6所述的硅鋁合金的制備方法，其特征在于，所述步驟⑴中，還可以將混合熔體溫度調(diào)整至780°C，對熔煉爐中吹氬氣對混合熔體精煉15-16min，并除去液面浮渣。
8.如權利要求6所述的硅鋁合金的制備方法，其特征在于，所述步驟⑵中，將混合熔體送入中頻爐中，升溫至1200°C，加入鐵、鈦、鋅以及碳，保持lOmin，然后將物料送入噴射成型設備中，使合金液流入霧化器，用高壓氬氣霧化后沉積在基板上，形成合金錠，霧化過程中控制霧化壓力為1.1MPa，合金液的流量為3.2kg/min，將合金錠冷卻至常溫后，獲得硅銷合金成品。
【文檔編號】C22C1/02GK104480355SQ201410736619
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權日:2014年12月4日
【發(fā)明者】高義根 申請人:綏陽縣耐環(huán)鋁業(yè)有限公司