一種可再生鋁合金金屬材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可再生鋁合金金屬材料，屬于金屬材料產(chǎn)品領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 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深入。
[0003] 鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(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)上廣泛使用，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。
[0004] 形變鋁合金能承受壓力加工?？杉庸こ筛鞣N形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。主要用于制 造航空器材、建筑用門窗等。形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化 型鋁合祥云火炬金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過熱處理來提高機(jī)械性能，只能通過冷加工 變形來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強(qiáng)化 型鋁合金可以通過淬火和時(shí)效等熱處理手段來提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁 和特殊鋁合金等。
[0005] 目前，鋁合金材料的發(fā)展已經(jīng)得到了長足的進(jìn)步，一般而言，通過控制合金組成可 獲得較高的耐磨性，但是存在對其他性質(zhì)的取舍，因此，金屬品質(zhì)難以得到完美的集合，增 強(qiáng)了合金的耐火性的同時(shí)可以保證合金具有高品質(zhì)的材料及制備方法，是本領(lǐng)域技術(shù)人員 急需要研究的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可再生鋁合金金屬材料，具 有高抗磨、高抗沖擊、強(qiáng)韌性和耐火的特性。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種可再生鋁合金金屬材料，其 創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括以下配料成分的質(zhì)量百分比為：廢鋼碳鋼20-40%，廢鋼合金鋼20-35%， 13-15%Mn-Fe，0. 31-0. 5%M〇-Fe，0. 55-1. 8%A1 和稀土元素余量。
[0008] 進(jìn)一步的，包括以下配料成分的質(zhì)量百分比為：廢鋼碳鋼30%，廢鋼合金鋼25%， 15%Mn-Fe，0. 45%M〇-Fe，0. 66%A1，余量稀土元素。
[0009] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可再生鋁合金金屬材料的制備方法，主要為鑄造 熔煉步驟，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：所述鑄造熔煉步驟具體為： (1) 先加入廢鋼碳鋼 20-40%，廢鋼合金鋼 20-35%，13-15%]?1146,0.31-0.5%]\1〇-卩6， 0. 55-1. 8%A1配料，裝料，然后控制溫度為1000-1250°C時(shí)熔清，按照常規(guī)工藝進(jìn)行煉渣底 渣脫磷脫硫、扒渣； (2) 化驗(yàn)，煉渣，控制C、Al、Mn三個(gè)主要元素的的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總數(shù)為5?10% ; (3) 化驗(yàn)，加入余量稀土元素，提溫出鋼溫度控制在1600°C，在包內(nèi)沖入高效稀土變質(zhì) 劑進(jìn)行孕育處理，保溫1分鐘，扒渣，鐵水澆鑄溫度控制在1KKTC，澆鑄結(jié)束之后，控制鑄件 出爐至入水的時(shí)間為1?3s。
[0010] 進(jìn)一步的，所述步驟（3)中的A1材料的加入量為0? 66%。
[0011] 進(jìn)一步的，所述步驟（3)中的控制鑄件出爐至入水的時(shí)間為2s。
[0012] 本發(fā)明的有益效果如下： (1)本發(fā)明達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，材料成分的改進(jìn)，確保產(chǎn)品的合格率>97%，熔煉 中大大減少了鑄造裂紋和熱處理裂紋出現(xiàn)的幾率，鑄件精度高，鑄件的特有的有效溫度的 選擇和處理步驟的先后順序有效的增加鑄件高抗磨、高抗沖擊、強(qiáng)韌性，從而提高鋁合金本 身的使用壽命。
[0013] (2)本發(fā)明中，在主體金屬中混合和分散可以以有效的方式在液態(tài)中在惰性氣氛 諸如真空爐中進(jìn)行，以最小化耐火材顆粒中反應(yīng)元素的氧化，液體金屬漿的流動(dòng)性足以產(chǎn) 生一系列金屬材料鑄件，其具有特定的耐磨性、斷裂韌性和耐腐蝕性，適合大范圍的運(yùn)行中 的操作條件。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。
[0015] 實(shí)施例1 一種可再生鋁合金金屬材料，包括以下配料成分的質(zhì)量百分比為：廢鋼碳鋼20%，廢 鋼合金鋼 20%，13%Mn-Fe，0. 31%M〇-Fe，0. 55%A1 和稀土元素余量。
[0016] 以上可再生鋁合金金屬材料的制備方法，主要為鑄造熔煉步驟，鑄造熔煉步驟具 體為： (1) 先加入廢鋼碳鋼20%，廢鋼合金鋼20%，13%Mn-Fe，0. 31%M〇-Fe，0. 55%A1配 料，裝料，然后控制溫度為l〇〇〇-1250°C時(shí)熔清，按照常規(guī)工藝進(jìn)行煉渣底渣脫磷脫硫、扒 渣； (2) 化驗(yàn)，煉漁，控制C、Al、Mn三個(gè)主要元素的的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總數(shù)為5% ; (3) 化驗(yàn)，加入余量稀土元素，提溫出鋼溫度控制在1600°C，在包內(nèi)沖入高效稀土變質(zhì) 劑進(jìn)行孕育處理，保溫1分鐘，扒渣，鐵水澆鑄溫度控制在1KKTC，澆鑄結(jié)束之后，控制鑄件 出爐至入水的時(shí)間為Is。
[0017] 本實(shí)施例達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，材料成分的改進(jìn)，確保產(chǎn)品的合格率>97%，熔 煉中大大減少了鑄造裂紋和熱處理裂紋出現(xiàn)的幾率，鑄件精度高，鑄件的特有的有效溫度 的選擇和處理步驟的先后順序有效的增加鑄件高抗磨、高抗沖擊、強(qiáng)韌性，從而提高鋁合金 本身的使用壽命。
[0018] 實(shí)施例2 一種可再生鋁合金金屬材料，包括以下配料成分的質(zhì)量百分比為：廢鋼碳鋼40%，廢 鋼合金鋼 35%，15%Mn-Fe，0. 5%Mo-Fe，1. 8%A1 和稀土元素余量。
[0019] 以上可再生鋁合金金屬材料的制備方法，主要為鑄造熔煉步驟，鑄造熔煉步驟具 體為： (1)先加入廢鋼碳鋼40%，廢鋼合金鋼35%，15%1^46,0.5%11〇46，1.8%41配料， 裝料，然后控制溫度為1000-1250°C時(shí)熔清，按照常規(guī)工藝進(jìn)行煉渣底渣脫磷脫硫、扒渣； (2) 化驗(yàn)，煉渣，控制C、Al、Mn三個(gè)主要元素的的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總數(shù)為10% ; (3) 化驗(yàn)，加入余量稀土元素，提溫出鋼溫度控制在1600°C，在包內(nèi)沖入高效稀土變質(zhì) 劑進(jìn)行孕育處理，保溫1分鐘，扒渣，鐵水澆鑄溫度控制在1KKTC，澆鑄結(jié)束之后，控制鑄件 出爐至入水的時(shí)間為3s。
[0020] 實(shí)施例3 一種可再生錯(cuò)合金金屬材料： 包括以下配料成分的質(zhì)量百分比為：包括以下配料成分的質(zhì)量百分比為：廢鋼碳鋼 30 %，廢鋼合金鋼 25 %，15 %Mn-Fe，0. 45 %Mo-Fe，0. 66 %A1，余量稀土元素。
[0021] 以上可再生鋁合金金屬材料的制備方法，主要為鑄造熔煉步驟，鑄造熔煉步驟具 體為： (1) 先加入廢鋼碳鋼30 %，廢鋼合金鋼25 %，15 %Mn-Fe，0? 45 %Mo-Fe，0? 66 %A1配 料，裝料，然后控制溫度為l〇〇〇-1250°C時(shí)熔清，按照常規(guī)工藝進(jìn)行煉渣底渣脫磷脫硫、扒 渣； (2) 化驗(yàn)，煉漁，控制C、Al、Mn三個(gè)主要元素的的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總數(shù)為7% ; (3) 化驗(yàn)，加入余量稀土元素，提溫出鋼溫度控制在1600°C，在包內(nèi)沖入高效稀土變質(zhì) 劑進(jìn)行孕育處理，保溫1分鐘，扒渣，鐵水澆鑄溫度控制在1KKTC，澆鑄結(jié)束之后，控制鑄件 出爐至入水的時(shí)間為2s。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可再生鉛合金金屬材料，其特征在于：包括w下配料成分的質(zhì)量百分比為：廢 鋼碳鋼 20-40 %，廢鋼合金鋼 20-35 %，13-15 % Mn-Fe，0. 31-0. 5 % Mo-Fe，0. 55-1. 8 % A1 和 稀±元素余量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再生鉛合金金屬材料，其特征在于：包括W下配料成分的 質(zhì)量百分比為：廢鋼碳鋼30%，廢鋼合金鋼25%，15% Mn-Fe，0. 45% M〇-Fe，0. 66% A1，余 量稀±元素。
3. -種權(quán)利要求1所述的可再生鉛合金金屬材料的制備方法，主要為鑄造烙煉步驟， 其特征在于；所述鑄造烙煉步驟具體為： 先加入廢鋼碳鋼20-40%，廢鋼合金鋼20-35%，13-15%]?11斗6,0.31-0.5%]\1〇斗6， 0. 55-1. 8% A1配料，裝料，然后控制溫度為1000-125(TC時(shí)烙清，按照常規(guī)工藝進(jìn)行煉渣底 渣脫磯脫硫、趴渣； 化驗(yàn)，煉渣，控制C、Al、Mn H個(gè)主要元素的的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總數(shù)為5?10% ; (3)化驗(yàn)，加入余量稀±元素，提溫出鋼溫度控制在160(TC，在包內(nèi)沖入高效稀±變質(zhì) 劑進(jìn)行孕育處理，保溫1分鐘，趴渣，鐵水德鑄溫度控制在llOOC，德鑄結(jié)束之后，控制鑄件 出爐至入水的時(shí)間為1?3s。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可再生鉛合金金屬材料的制備方法，其特征在于：所述步驟 (3)中的A1材料的加入量為0. 66%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可再生鉛合金金屬材料的制備方法，其特征在于：所述步驟 (3)中的控制鑄件出爐至入水的時(shí)間為2s。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可再生鋁合金金屬材料，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括以下配料成分的質(zhì)量百分比為：廢鋼碳鋼30-50％，廢鋼合金鋼25-45％，15-20％Cr-Fe，3-5％Mn-Fe，0.1-5％Mo-Fe，0.5-1％Al，0.05-0.10％稀土元素和5-8%耐火材料顆粒。本發(fā)明達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，材料成分的改進(jìn)，確保產(chǎn)品的合格率＞95％，熔煉中煉渣底渣脫磷脫硫，使P含量降至0.04％左右，大大減少了鑄造裂紋和熱處理裂紋出現(xiàn)的幾率，鑄件精度高，鑄件的特有的有效溫度的選擇和處理步驟的先后順序有效的增加鑄件高抗磨、高抗沖擊、強(qiáng)韌性，從而提高使用壽命。5～8%的耐火材料的選擇，耐火材料細(xì)粒的分散體的液體主體金屬在鑄造中傾倒過程中具有優(yōu)良的流動(dòng)性，而且漿液易于流動(dòng)而填充砂模，從而生產(chǎn)金屬材料的致密鑄件。
【IPC分類】C22C1-03, C22C30-00, C22C38-12, C22C33-06
【公開號】CN104532096
【申請?zhí)枴緾N201410629889
【發(fā)明人】陳東寧, 姚蘊(yùn)輝, 倪紅軍, 周紅林
【申請人】南通曼特威金屬材料有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月11日