[发明专利]一种稀土改性铝合金材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属合金技术领域，尤其涉及一种稀土改性铝合金材 料的制备方法。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、 航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的 飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性 研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金，铝合金具有密度小， 机械加工效率高，易于加工成型等优点，是轻合金中应用最广、用量 最多的合金。铝合金的化学性质活泼，在干燥空气中铝的表面立即形 成一层薄而致密的氧化膜。但铝合金的表面硬度低、耐磨性差，腐蚀 电位较负，表层氧化膜易受强酸和强碱的腐蚀，这些缺点严重限制了 铝合金的应用。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢， 塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性， 工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得 良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg 系，一般含有少量的Mn，可热处理强化。其特点是硬度大，但塑性 较差。超硬铝属Al-Cu-Mg-Zn系，可热处理强化，是室温下强度最高 的铝合金。但耐腐蚀性差，高温软化快。

稀土元素非常活泼，极易与气体、非金属及金属作用，生成相应 的稳定化合物。向6063铝合金中添加一定量的混合稀土，采用工业 生产设备熔炼稀土改性铝合金，添加稀土后，铝合金的挤压性能提高， 挤压时所需挤压力减小，模具寿命提高，挤压速度变快，生产效率提 高。稀土对铝合金组织有良好的改性作用，但是单一的加入某种稀土 元素制成的铝合金的强度和韧性无法达到航空和地铁建筑材料的要 求，合理地添加多种稀土元素可改变金属相的存在形态，提高铝合金 的强度和韧性。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种稀土改性铝合 金材料的制备方法。

本发明提出的一种稀土改性铝合金材料的制备方法，包括以下步 骤：

S1，按重量百分比称取以下元素单质：Cu：0.5％～0.9％，Mg： 2.2％～2.6％，Zn：2％～2.3％，Si：0.12％～0.2％，Ni：0.06％～0.08％， Ti：0.02％～0.05％，Ce：0.06％～0.09％，La：0.01％～0.03％，Nd：0.01％～ 0.02％，Yb：0.03％～0.09％，余量为Al；

S2，首先将Al单质投入工业熔炉内，将熔炉内温度提升到730 ℃～850℃，Al熔化后加入Cu、Mg单质，熔化后加入中间合金，中 间合金包括Si、Ti、Ce、La、Nd、Yb单质，最后加入Zn、Ni单质， 完全熔化后，调整炉温进行除气、除渣静置处理，当溶液温度达到浇 铸铸锭温度时进行浇铸铸锭；

S3，将铝合金铸锭进行均匀化热处理和均匀化后快速冷却处理， 将铸锭置入均匀化炉中，在420℃下保温8h；均匀化处理后出炉进行 快速冷却处理，冷却速度控制住160℃以上；

S4，热塑性变形处理，在460℃～480℃的高温下将S3中的铸锭 进行挤压工艺处理；

S5，将挤压工艺处理后的铸锭进行淬火处理，在150℃下时效6h 后空冷，得到稀土改性铝合金材料。

优选地，在S2中的浇铸铸锭温度为760℃。

优选地，在S4中的热塑性变形处理温度为470℃。

优选地，在S1中按重量百分比称取以下元素单质：Cu：0.6％～ 0.8％，Mg：2.3％～2.5％，Zn：2.1％～2.2％，Si：0.14％～0.18％，Ni： 0.065％～0.075％，Ti：0.03％～0.04％，Ce：0.07％～0.08％，La：0.015％～ 0.025％，Nd：0.012％～0.018％，Yb：0.04％～0.08％，余量为Al。

优选地，在S1中按重量百分比称取以下元素单质：Cu：0.7％， Mg：2.4％，Zn：2.15％，Si：0.16％，Ni：0.07％，Ti：0.035％，Ce： 0.075％，La：0.02％，Nd：0.015％，Yb：0.06％，余量为Al。