[发明专利]一种动车组齿轮箱用高强度铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及到一种用于动车组齿轮箱的高强度铝合金及其制备方法。

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，由于铝合金同时具有较高的强度和良好的加工成型性能，因此为了较大幅度的降低构件的重量且提高结构的稳定性，可以选择采用铝合金材料代替钢铁材料。目前，铝合金在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着工业经济的飞速发展，对铝合金的需求日益增多，使铝合金的研究也随之深入。我国动车组齿轮箱存在强度差，箱体易发生裂纹等风险。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种动车组齿轮箱用高强度铝合金及其制备方法，其成分合理，工艺优化，得到的铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀，不易出现裂纹等优点，能满足动车组齿轮箱的性能需求。

本发明提出的一种动车组齿轮箱用高强度铝合金，所述铝合金其成分按重量百分比包括以下组分：镁1.6-2.2％、铜0.9-1.6％、锌4.5-5.3％、铁0.2-0.6％、硅0.15-0.45％、钛0.15-0.32％、铬0.1-0.24％、碲0.005-0.03％、锗0.05-0.12％、铌0.05-0.12％、铒0.02-0.08％、钼0.06-0.2％、铈0.015-0.054％、钪0.02-0.07％、锆0.06-0.18％、锶0.04-0.12％，其它杂质元素单个含量≤0.05％，其它杂质元素总含量≤0.2％，余量为铝。

优选地，所述镁、硅、铜的重量百分比满足以下关系式：2.95wt％≤镁+硅+铜≤3.65wt％。

优选地，所述锗、铌、铒的重量百分比满足以下关系式：0.175wt％≤锗+铌+铒≤0.245wt％。

优选地，所述钪、锆、铈、钛的重量百分比满足以下关系式：0.365wt％≤钪+锆+铈+钛≤0.5wt％。

优选地，所述动车组齿轮箱用高强度铝合金其成分按重量百分比包括以下组分：镁1.85-2.05％、铜1.2-1.4％、锌4.8-5.15％、铁0.35-0.45％、硅0.25-0.32％、钛0.2-0.25％、铬0.15-0.21％、碲0.015-0.024％、锗0.08-0.1％、铌0.07-0.09％、铒0.04-0.05％、钼0.12-0.16％、铈0.024-0.04％、钪0.035-0.044％、锆0.09-0.12％、锶0.08-0.1％，其它杂质元素单个含量≤0.04％，其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为铝。

优选地，所述动车组齿轮箱用高强度铝合金其成分按重量百分比包括以下组分：镁1.95％、铜1.3％、锌4.98％、铁0.42％、硅0.29％、钛0.22％、铬0.18％、碲0.018％、锗0.09％、铌0.08％、铒0.045％、钼0.14％、铈0.032％、钪0.04％、锆0.11％、锶0.09％，其它杂质元素单个含量≤0.04％，其它杂质元素单个含量≤0.04％，其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为铝。

本发明还提出了一种动车组齿轮箱用高强度铝合金的制备方法，具体步骤如下：

S1、熔炼：将熔炼炉预热15-20min，向炉内投放纯铝，加热至710-730℃，待纯铝熔化后恒温20-25min,然后按熔点高低从低到高的顺序依次加入其它各原料，在搅拌状态下待完全熔化后，降温至660-680℃保温30-40min，得到合金液；

S2、精炼：调整炉温至740-760℃，然后向S1中得到的合金液中加入精炼剂，充分搅拌后静置30-45min，扒渣；

S3、铸造：将经S2精炼后的合金液浇注到预热后的铸模型腔中得到铝合金锭；

S4、热处理：将铝合金锭进行固溶处理，然后进行自然时效处理，得到所述动车组齿轮箱用高强度铝合金，其中固溶处理温度为515-560℃,固溶处理时间为0.5-3h。

优选地，在S2中，所述精炼剂其重量占合金液总重量的0.28％-0.32％。

优选地，在S2中，所述精炼剂其原料按重量份包括以下组分：氯化钾36-48份、氯化钙25-35份、氟化铯3-8份、氧化镁6-12份、氟铝酸钾15-20份。