[发明专利]一种超硬铝合金

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料制造领域。具体为一种超硬铝合金。

背景技术

目前，在金属材料制造领域，铝合金铸造过程中容易产生显微疏松，导致硬度较低且容易被腐蚀，解决此问题的方法是对合金金进行热处理，热处理一般包括加热至数百摄氏度高温固溶、水淬冷却和再加热保温的过程，这一过程不仅耗费大量的热能，还占用了大量的时间，造成了较高的成本。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有的铝合金需要热处理的缺点，提供一种不需要进行热处理且可在高温环境下保持超高硬度的超硬铝合金。

本发明的超硬铝合金，除了铝以外，还包括：铜，含量为0.15％-0.22％；锰，含量为0.75％-0.93％；镁，含量为1.52％-1.95％；锌，含量为5.5％-6.0％；钛，含量为0.03％-0.06％；铬，含量为0.6％-0.8％。

作为优选，所述超硬铝合金中硅的含量小于或等于0.15％，铁的含量小于或等于0.15％，铅的含量小于0.1％，镉的含量小于0.01％。

本发明的超硬铝合金与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明的超硬铝合金的由于优化了产品的成分，因此，在生产过程中不需要经过进行热处理，可以达到不低于120HB的表面硬度，并可在180℃的工作温度下也可保持很高的硬度、韧性等机械性能，适合作为铝合金模具用于各种领域。本发明的超硬铝合金在保证硬度的前提下，可省去热处理的步骤，节约了能源，降低了成本。

具体实施方式

本发明的超硬铝合金，其除了铝以外，还包括铜、锰、镁、锌、铬和钛，其中，铜的含量为0.15％-0.22％；锰的含量为0.75％-0.93％；镁的含量为1.52％-1.95％；锌的含量为5.5％-6.0％；钛的含量为0.03％-0.06％；铬的含量为0.6％-0.8％。

经过大量的试验，本发明的超硬铝合金可实现在不经过热处理的情况下，达到不低于120HB的表面硬度，并可在180℃的工作温度下也可保持很高的硬度、韧性等机械性能，适合作为铝合金模具用于各种领域。本发明的超硬合金在保证硬度的前提下，可省去热处理的步骤，节约了能源，降低了成本。

作为优选的方案，所述超硬铝合金中硅的含量小于或等于0.15％，铁的含量小于或等于0.15％，铅的含量小于0.1％，镉的含量小于0.01％。

如上所述的超硬铝合金的生产工艺包括依次进行的以下步骤：

(1)向熔炉投入铝锭的90％及铜块，并加热使其融化为金属熔液，使金属熔液的温度达到760℃-780℃；

(2)搅拌金属熔液并除渣。

(3)在金属熔液中加入铬剂、锰剂和钛剂并静置8-12分钟。在本实施例中，加入铬剂、锰剂和钛剂前将炉膛液面的灰渣清理干净，然后在炉膛四个角位及中心位置投放铬剂、锰剂和钛剂，静置10分钟，使铬剂、锰剂和钛剂与金属熔液充分混合，然后充分搅拌。

(4)搅拌金属熔液并加入铝锭的10％、镁块及锌锭；

(5)向金属熔液中充入氮气并入加精练剂进行精炼，在本实施例中，先对充氮气用的充气管进行预热，然后打开充气管的开关，将充气管的出气口插入金属熔液中，氮气的气压为0.15Mpa-0.25Mpa，充氮气的过程中将充气管的除气口一端在金属熔液内前后左右移动，充气完成时，先拿出充气管的出气口端再关闭充气管的开关。精炼剂混合在氮气中，与氮气一起进入金属熔液。所用的精炼剂为炉内金属总重量的0.2％-0.25％。充氮气及加精练剂的时间按照1.5分钟/公斤精练剂来计算。氮气可以除去金属熔液内的其他气体，精炼剂可与金属熔液内的杂质生成渣，使得杂质可通过除渣的方式被除去。

(6)对金属熔液进行搅拌并除渣。搅拌可以让金属熔液的成份更加均匀，同时搅拌过程中，金属熔液里面的渣也会随着搅拌而浮到熔液的表面上来，利于进行除渣的操作。

(7)对金属熔液取样化验，以检验金属熔液的各成分含量是否在规定的范围内。样品的成分含量合格是指：铜的含量为0.15％-0.22％；锰的含量为0.75％-0.93％；镁的含量为1.52％-1.95％；锌的含量为5.5％-6.0％；钛的含量为0.03％-0.06％；铬的含量为0.6％-0.8％。如不合格，计算需要添加的成分的重量，并将其添加进入熔炉。进一步地，作为优选的方案，所述超硬铝合金中硅的含量小于或等于0.15％，铁的含量小于或等于0.15％，铅的含量小于0.1％，镉的含量小于0.01％。