本發(fā)明屬于鋁合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型鋁合金材料及其制作工藝。

背景技術(shù)：

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。

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械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進了鋁合金焊接技術(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。

鋁合金材料大量運用于建筑、民用和工業(yè)領(lǐng)域，而目前工業(yè)用高強度鋁合金材料很多不同的要求，如，要求具有高強度、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，高強鋁合金在工業(yè)領(lǐng)域運用的數(shù)量和范圍越來越大，但，現(xiàn)有的高強鋁合金材料遠遠不能滿足工業(yè)領(lǐng)域的要求。現(xiàn)有高強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，影響高強度鋁合金在工業(yè)領(lǐng)域的使用量。綜上，運用于工業(yè)領(lǐng)域的鋁合金材料一般要求具有高強度，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。

綜上所述，因此需要一種更優(yōu)良的鋁合金材料來改善現(xiàn)有技術(shù)的不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新型鋁合金材料及其制作工藝，本發(fā)明制備的鋁合金材料不僅使用壽命長，而且強度高，安全性好，還具有很強的耐摩擦和耐腐蝕性能，其制作工藝，不僅能降低加工成本，縮短加工周期，而且能改善鋁合金的抗腐蝕性能和焊接性能等，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種新型鋁合金材料，包括以下重量份的原料：si：2-4份、cu：3-5份、ti：2-4份、mg：3-5份、cr：3-6份、ni：4-6份、v：2-5份、b：3-5份、fe：4-7份、c：4-8份、p：3-7份、al：105-126份和復(fù)合稀土5-10份。

優(yōu)選的，所述包括以下重量份的原料：si：4份、cu：3份、ti：4份、mg：4份、cr：6份、ni：5份、v：4份、b：3份、fe：5份、c：4份、p：7份、al：118份和復(fù)合稀土8份。

優(yōu)選的，所述復(fù)合稀土包括以下成分：tm、tb、pr、nd、lu、sm和ho。

一種新型鋁合金材料的制作工藝，包括以下步驟：

a、先將熔煉爐預(yù)熱10-15min，向爐內(nèi)投放純鋁錠，加熱至800-1000℃，使純鋁錠完全熔化，再向鋁液中加入cu、ni依次熔化，隨后將溫度降至600-700℃，將mg加入到熔煉爐中熔煉20-30min，得到合金液一；

b、將熔煉爐溫度上升至1200-1350℃，再依次向合金液一中放入si、ti、cr和v，保溫熔煉2-3h，再依次放入b、fe、c、p和復(fù)合稀土，升溫至1400-1480℃，熔煉40-60min，得到合金液二；

c、將合金液二保溫在800-900℃，向合金液二中加入精煉劑，并吹入惰性氣體進行除氣除渣20-30min；

d、將除氣除渣后的合金液二導(dǎo)入模具中，冷卻至常溫后進行熱處理，再進行切割成型即可。

優(yōu)選的，所述步驟c加入的精煉劑占合金液二質(zhì)量的2-5%。

優(yōu)選的，所述步驟c的精煉劑包括以下成分：licl、碳酸鉀、氟鋁酸鉀、輕質(zhì)碳酸鈣和na2sif6。

優(yōu)選的，所述步驟c的惰性氣體為氬氣或氮氣。

優(yōu)選的，所述步驟d的熱處理為：將冷卻后的合金加熱到400-450℃，保溫10-15min，在其表面涂抹厚度在0.3-0.7mm的石墨粉末，然后加熱至480-520℃，保溫20-30min，然后用水冷以10-15℃/s的速度冷卻到室溫，再清洗表面即可。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明制備的鋁合金材料不僅使用壽命長，而且強度高，安全性好，還具有很強的耐摩擦和耐腐蝕性能，其制作工藝，不僅能降低加工成本，縮短加工周期，而且能改善鋁合金的抗腐蝕性能和焊接性能等，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

本發(fā)明添加的鍶元素是表面活性元素，鍶元素進行變質(zhì)處理能改善合金的塑性加工性和最終產(chǎn)品質(zhì)量，提高材料力學(xué)性能和塑性加工性，改善制品表面粗糙度，并且能減小初晶硅粒子尺寸，改善塑性加工性能。

本發(fā)明加入的ni和cr元素，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，鉻又能提高鋁合金的抗氧化性和耐腐蝕性，鎳能提高鋁合金的強度，而又保持良好的塑性和韌性，鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。

本發(fā)明加入的cu元素，能增加鋁合金的強度和抗氧化性能，提高使用壽命，加入的mg元素能改善其焊接性能，增加其抗腐蝕性能和強度。

本發(fā)明加入的復(fù)合稀土能在熱處理過程中細化晶粒的作用，增加其結(jié)構(gòu)強度，還能提高其抗腐蝕性能和摩擦性能，提高其使用壽命，降低成本。

具體實施方式

實施例1

一種新型鋁合金材料，包括以下重量份的原料：si：4份、cu：5份、ti：2份、mg：5份、cr：6份、ni：4份、v：2份、b：5份、fe：4份、c：8份、p：3份、al：105份和復(fù)合稀土10份。

復(fù)合稀土包括以下成分：tm、tb、pr、nd、lu、sm和ho。

一種新型鋁合金材料的制作工藝，包括以下步驟：

a、先將熔煉爐預(yù)熱15min，向爐內(nèi)投放純鋁錠，加熱至1000℃，使純鋁錠完全熔化，再向鋁液中加入cu、ni依次熔化，隨后將溫度降至600℃，將mg加入到熔煉爐中熔煉30min，得到合金液一；

b、將熔煉爐溫度上升至1200℃，再依次向合金液一中放入si、ti、cr和v，保溫熔煉2-3h，再依次放入b、fe、c、p和復(fù)合稀土，升溫至1480℃，熔煉60min，得到合金液二；

c、將合金液二保溫在900℃，向合金液二中加入精煉劑，并吹入惰性氣體進行除氣除渣20min；

d、將除氣除渣后的合金液二導(dǎo)入模具中，冷卻至常溫后進行熱處理，再進行切割成型即可。

步驟c加入的精煉劑占合金液二質(zhì)量的5%。

步驟c的精煉劑包括以下成分：licl、碳酸鉀、氟鋁酸鉀、輕質(zhì)碳酸鈣和na2sif6。

步驟c的惰性氣體為氮氣。

步驟d的熱處理為：將冷卻后的合金加熱到400℃，保溫15min，在其表面涂抹厚度在0.7mm的石墨粉末，然后加熱至480℃，保溫30min，然后用水冷以10℃/s的速度冷卻到室溫，再清洗表面即可。

實施例2

一種新型鋁合金材料，包括以下重量份的原料：si：4份、cu：3份、ti：4份、mg：4份、cr：6份、ni：5份、v：4份、b：3份、fe：5份、c：4份、p：7份、al：118份和復(fù)合稀土8份。

復(fù)合稀土包括以下成分：tm、tb、pr、nd、lu、sm和ho。

一種新型鋁合金材料的制作工藝，包括以下步驟：

a、先將熔煉爐預(yù)熱10min，向爐內(nèi)投放純鋁錠，加熱至1000℃，使純鋁錠完全熔化，再向鋁液中加入cu、ni依次熔化，隨后將溫度降至600℃，將mg加入到熔煉爐中熔煉30min，得到合金液一；

b、將熔煉爐溫度上升至1250℃，再依次向合金液一中放入si、ti、cr和v，保溫熔煉2-3h，再依次放入b、fe、c、p和復(fù)合稀土，升溫至1400℃，熔煉40min，得到合金液二；

c、將合金液二保溫在900℃，向合金液二中加入精煉劑，并吹入惰性氣體進行除氣除渣20min；

d、將除氣除渣后的合金液二導(dǎo)入模具中，冷卻至常溫后進行熱處理，再進行切割成型即可。

步驟c加入的精煉劑占合金液二質(zhì)量的5%。

步驟c的精煉劑包括以下成分：licl、碳酸鉀、氟鋁酸鉀、輕質(zhì)碳酸鈣和na2sif6。

步驟c的惰性氣體為氬氣。

步驟d的熱處理為：將冷卻后的合金加熱到450℃，保溫15min，在其表面涂抹厚度在0.3mm的石墨粉末，然后加熱至520℃，保溫30min，然后用水冷以10℃/s的速度冷卻到室溫，再清洗表面即可。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。