一種高強(qiáng)度合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于合金領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種高強(qiáng)度鑄造合金。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著W電子產(chǎn)品和汽車(chē)為代表的產(chǎn)品技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，產(chǎn)品日趨于精密化、 小型化，從而對(duì)材料的性能和鑄造特性提出了越來(lái)越高的要求。侶合金、儀合金及鋒合金原 料豐富，鑄造性能優(yōu)異，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)生活的主要結(jié)構(gòu)材料，但他們的機(jī)械強(qiáng)度偏 低，雖然也發(fā)展了高強(qiáng)度材料，但材料的加工制造性又大大降低，因此在一些要求較高的產(chǎn) 品領(lǐng)域越來(lái)越多的受到限制。
[0003] 鐵合金由于具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，近些年來(lái)得到了很大發(fā)展，尤 其板型材，但鐵合金生產(chǎn)高精密復(fù)雜產(chǎn)品的成本很高，從而其應(yīng)用也收到了極大的限制。
[0004] 在有色金屬中，銅合金是一種發(fā)展較早，可W作為功能性和結(jié)構(gòu)性的材料，銅合金 系列相對(duì)較為豐富，由于銅的成本相對(duì)較高，低銅含量高強(qiáng)度易于鑄造加工和環(huán)保的銅合 金仍然相對(duì)較少。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的合金很難兼顧合金強(qiáng)度和鑄造性能及耐腐蝕性的 不足，提供一種高強(qiáng)度合金，該合金不僅強(qiáng)度高，而且具有優(yōu)異的耐腐蝕性，可W用于各種 電子產(chǎn)品外觀件。
[0007] 本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度合金，W該合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，該合金 含有W下元素： Μη 21-40%, Α1 3.1-15%， Cu 45-75.9〇/〇， Ni 5-20%ο
[0008] 本發(fā)明還提供上述高強(qiáng)度合金的制備方法，該方法包括將合金原料按比例進(jìn)行烙 煉，并將烙煉得到的合金液進(jìn)行誘鑄，冷卻后得到高強(qiáng)度合金。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的合金不僅強(qiáng)度高、成本低，而且具有優(yōu)異的耐腐蝕性，同時(shí)該合金具 有良好的鑄造性能，鑄造過(guò)程中不易產(chǎn)生裂紋，機(jī)械強(qiáng)度高，初性好。本發(fā)明提供的高強(qiáng)度 合金的制備方法，該方法簡(jiǎn)單、成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度合金，W該合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，該合金 含有W下元素： Μη 21-40%, Α1 3.1-15%， Cu 45-70.9〇/〇。
[0011] Ni 5-20% ο
[0012] 進(jìn)一步優(yōu)選地，W該合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，該合金含有W下元素： Μη 28-38%, Α1 4-10%, Cu 日2-63%， Ni 5-20%ο
[0013] 本發(fā)明的高強(qiáng)度合金中，儘元素的價(jià)格是銅元素的四分之一，用大量的儘元素代 替銅元素，降低了合金的成本。同時(shí)儘元素和銅元素是相互無(wú)限固溶的，儘元素的原子半徑 和銅接近，是置換式固溶體，儘起固溶強(qiáng)化作用，可W提高合金的強(qiáng)度，硬度。儘元素可W有 效的提高合金的鑄造性能，但過(guò)高易于引起合金脆性增大，并降低材料的鑄造性能，過(guò)低無(wú) 法改善合金的鑄造特性，降低材料成本。
[0014] 本發(fā)明的高強(qiáng)度合金中，侶元素是重要的合金強(qiáng)化元素，會(huì)顯著的提高合金的機(jī) 械強(qiáng)度，同時(shí)在冶金過(guò)程中起著重要作用，侶可W在合金烙體表面中形成一層致密的氧化 物膜層，改善合金的氧化和吸氣特性；另外，侶元素可W在合金產(chǎn)品表面形成致密氧化物膜 層，提高合金產(chǎn)品的耐腐蝕性，同時(shí)還可W降低合金成本，但含量過(guò)高則會(huì)引起材料脆性增 大，過(guò)低則難W起到W上有益作用。
[0015] Ni的添加，本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，可W極大地改善合金的耐腐蝕性，通過(guò)調(diào)整配比，耐 腐蝕性可W達(dá)到不誘鋼的耐腐蝕特性，本發(fā)明優(yōu)選Ni的元素的配比為5%-20%，重量百分 比。
[001引本發(fā)明的高強(qiáng)度合金中，通過(guò)控制Μη元素和A1元素的含量范圍，即W該合金的總 量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，該合金含有W下元素 ：Μη 21-40%，Α1 3. 1-15%，使得到的合金 在具有很好的強(qiáng)度的同時(shí)具有很好的鑄造性能。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明所提供的高強(qiáng)度合金，優(yōu)選地，所述合金還包括添加元素，所述添加元 素為 Be、Β、C、Ρ、Mg、Sc、Ti、化、Fe、化、Ga、Sr、Zr、佩、Sn、Hf、Ta、Pb 和稀±元素中的至少 一種。優(yōu)選地，所述添加元素為B、Ti、化、Fe、化、Zr、Sn、化和稀±元素中的至少一種。所 述添加元素可W改善合金的耐腐蝕性能、合金機(jī)械性能和合金烙體的鑄造特性。本發(fā)明中， 優(yōu)選地，所述添加元素 W高強(qiáng)度合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，所述添加元素的含量 巧％。所述添加元素的含量高于5%時(shí)，可能會(huì)降低材料的基礎(chǔ)性能。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所提供的高強(qiáng)度合金，優(yōu)選地，所述添加元素為稀±元素。稀±元素具 有細(xì)化晶粒，改變界面能和凈化合金烙體的作用。本發(fā)明中，所述添加元素為稀±元素時(shí)， W高強(qiáng)度合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，所述稀±元素的含量<0. 5%。稀±元素的添 加量過(guò)大易于破壞合金的冶金特性。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所提供的高強(qiáng)度合金，優(yōu)選地，所述添加元素為化?；乜蒞極大 的改善合金材料的機(jī)加工特性。本發(fā)明中，所述添加元素為化時(shí)，W高強(qiáng)度合金的總量為 基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，所述添加元素的含量〉〇. 5%且<3%。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明所提供的高強(qiáng)度合金，優(yōu)選地，所述添加元素為T(mén)i、化、Fe、Zr和Sn中 的至少一種。所述添加元素可W顯著改善合金的耐腐蝕性和強(qiáng)度。本發(fā)明中，所述添加元 素為T(mén)i、化、Fe、Zr和Sn中的至少一種時(shí)，W高強(qiáng)度合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)， 所述添加元素的含量為<3%。
[0021] 該合金允許存在不可避免的雜質(zhì)元素，少量雜質(zhì)元素的存在不會(huì)對(duì)合金性能產(chǎn)生 重要影響，但可W降低材料的加工成本。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所提供的高強(qiáng)度合金，允許存在少量其它金屬元素，如Li、化、K、Ba、 In、Ge、訊、Bi、V、佩、Mo、W、Tc、Ru、Pd、Pt、Ag和Au中的一種、兩種或Ξ種W上。W高強(qiáng)度 合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，上述其它金屬元素的總量一般不高于1%，優(yōu)選不高于 0. 5%，更優(yōu)選不高于0. 2%。上述金屬元素可W來(lái)源于制備合金時(shí)合金原料中的雜質(zhì)，也可W 來(lái)源于制備合金時(shí)作為合金的一種組成元素而添加的原料。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的合金具有良好的鑄造性能，鑄造過(guò)程中不易產(chǎn)生裂紋，機(jī)械強(qiáng)度高， 初性好。
[0024] 本發(fā)明還提供了一種上述所述的高強(qiáng)度合金的制備方法，該方法包括將合金原料 按比例進(jìn)行烙煉，并將烙煉得到的合金液進(jìn)行誘鑄，冷卻后得到高強(qiáng)度合金。選擇合金原料 的組成從而得到具有預(yù)期組成的合金的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，本文不再詳述。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，所述烙煉一般可W在1100-1200°C的溫度下進(jìn)行，烙煉的時(shí)間一般可 W為30-60分鐘。為了進(jìn)一步提高合金的性能，在烙煉之后再在