[发明专利]一种铝合金半固态坯料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金半固态坯料，还涉及这种铝合金半固态坯料的制备方法。

背景技术

半固态成形技术作为一种新型的金属凝固成形工艺，可获得性能优异的各种金属材料及复合材料成形件，是本世纪最有发展前景的近净成形技术之一。由于半固态成形技术打破了传统的枝晶凝固模式，在成分与组织均匀性、提高成形件的综合性能及降低工件内部缺陷等方面具有其独特的优势，受到了越来越广泛的关注。对半固态凝固成形技术研究已成为近年国内外金属材料领域竞相开展的一个方向，尤其是变形铝合金的半固态成形技术是研究的热点。

20世纪70年代初期，美国麻省理工学院的M.C.Flemings教授和David Spencer博士提出了半固态加工技术。我国从上世纪70年代后期陆续开展半固态金属成形技术的研究，主要是从理论上进行了探索性研究。关于半固态加工实验方面的研究主要集中在（1）材料的制备：包括机械搅拌法、单辊旋转法、电磁搅拌法、机械振动法等；（2）半固态加工材料的成形，包括压铸成形、模锻成形、注射成形和连铸成形等加工工艺。

半固态成形的关键是半固态浆料的制备，要求半固态浆料的原始组织为细小、等轴的非枝晶组织。目前，有多种方法可以获得该种组织，如机械搅拌法、电磁搅拌法、应变诱发激活方法（SIMA法）、等温处理法、近液相线浇注法以及喷射沉积铸造法等，其中普遍采用并进入工业应用的方法是电磁搅拌法、应变诱发激活方法（SIMA法）等。从总体上来说，一般的机械搅拌法无法制备出高质量的半固态金属材料，也无法满足商业生产的需要。近液相线浇注法由于浇注温度要求控制在液相线附近，工艺条件非常苛刻，操作困难。电磁搅拌法和应变诱发激活方法（SIMA法）对设备的要求较高，制备成本昂贵而难于推广普及。

申请号为200310115376.9，公开号为1619004A，公开日为2005年5月25日的专利申请公开了“一种半固态成形用铝合金及其半固态坯料制备方法”，其材料为AL-Mg-Si系铸造铝合金，采用电磁振动方法制备半固态坯料，不仅耐腐蚀性差，而且抗拉强度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀性好且抗拉强度高的铝合金半固态坯料，解决现有技术存在的半固态坯料机械性能低、耐腐蚀性差的问题。

本发明的另一个目的为提供所述铝合金半固态坯料的制备方法。

本发明的目的是这样实现的，一种铝合金半固态坯料，其特征在于：所述坯料为变形铝合金，由以下组分组成：Mg、Zn、Cu、Al及组分A，所述的组分A选自Cr、Si、Fe或Mn中的至少两种。

所述变形铝合金各成分的比例为Mg：1.2～3.0wt％，Zn：3.0～6.8wt％，Cu：1.0～2.0wt％，Cr：0.05～0.3wt％，Si：0.1～0.5wt％，Fe：0.2～0.5wt％，Mn：0.1～0.4wt％，其余为铝。

所述铝合金半固态坯料的制备方法为将所述变形铝合金的金属熔体在中间包进行超声振动半连续铸造，制成半固态坯料。

所述中间包温度为680-700℃，超声振动频率为20000-30000Hz，铸型预热温度为200-600℃。

所述超声振动半连续铸造前，将所述变形铝合金进行熔炼、精炼和除渣。

所述熔炼过程中铝合金的熔体温度为690-710℃。

所述精炼后的铝合金熔体温度为680-690℃。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用变形铝合金，耐腐蚀性好，且各成分之间的配比精度要求较低，即成分的微小波动不会造成铝合金流变性、触变性及机械性能的明显波动。

2、本发明采用超声振动的方法制备铝合金半固态坯料，其抗拉强度高，可达480MPa，晶粒细，平均直径小于40μm，且成形性能好，工艺条件要求较低，便于控制和操作。

附图说明

图1为本发明实施例300瓦超声波下铝合金的初生相形态图；

图2为本发明实施例200瓦超声波下铝合金的初生相形态图。

具体实施方式