[发明专利]一种高强耐腐蚀的铝合金棒球棒及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种高强耐腐蚀的铝合金棒球棒及其生产工艺。

背景技术

随着体育事业的蓬勃发展，棒球作为一种体育运动项目，以其技巧性高、刺激性强等特点吸引着众多爱好者。在棒球运动中，棒球棒是用来供使用者将高速来球挥击出去的工具，因此，好的棒球棒必须具备质量轻、刚性强、弹性佳以及吸震能力好等优点，且棒球棒表面亦必须能够承受高速球体瞬间的巨大冲击力量。

目前，棒球运动所使用的棒球棒常见的有木质棒球棒、铝质棒球棒和复合材料棒球棒。其中，铝质棒球棒一般为中空结构，相比于木质棒球棒而言，其重量较轻，且其平衡点也较理想，因此击球性能较佳，同时，铝质棒球棒更为经久耐用，因此这种棒球棒占市场份额超过70％。由于铝合金耐腐蚀性能不高，一般采用镀膜的方式来增加铝合金的耐腐蚀性能，但是镀层与铝合金材料之间的粘附性不高，容易脱离。因此还需要从铝合金本身来改进。目前普通铝合金的强度一般为400MPa左右，部分铝合金的强度有所提高，但是其抗腐蚀性能并未得到提高，其强度和耐腐蚀性能之间不能很好的协调，容易被腐蚀，从而降低棒球棒的使用寿命。此外，相较于木质球棒，铝合金棒球棒在生产中烧损率较高，导致生产成本高。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强耐腐蚀的铝合金棒球棒及其生产工艺，综合机械性能优异，能够满足铝合金棒球棒质轻、冲击韧性好、击球远、耐腐蚀性能好的要求。

本发明提出的一种高强耐腐蚀的铝合金棒球棒，其组成成分按重量百分比包括：Si 0.21-0.25％、Fe 0.12-0.18％、Cu 0.02-0.04％、Mn 0.3-0.5％、Mg 0.6-1.2％、Cr 0.13-0.18％、Zn 4.5-5.0％、Ti 0.02-0.04％、Be 0.01-0.02％、Y 0.15-0.20％、Nb 0.12-0.18％，余量为Al；其中，满足“1.3％≤Y×Nb/Be≤3％”的关系式。

优选地，满足“7.1≤Mg/Y+Zn/Mg≤13.4”的关系式。

优选地，其组成成分按重量百分比包括：Si 0.23-0.25％、Fe 0.15-0.17％、Cu 0.03-0.04％、Mn 0.43-0.48％、Mg 0.9-1.2％、Cr 0.14-0.16％、Zn 4.7-4.9％、Ti0.02-0.03％、Be 0.015-0.02％、Y 0.16-0.18％、Nb 0.15-0.17％，余量为Al。

优选地，其组成成分按重量百分比包括：Si 0.24％、Fe 0.17％、Cu 0.035％、Mn 0.46％、Mg 1.1％、Cr 0.15％、Zn 4.8％、Ti 0.035％、Be 0.015％、Y 0.17％、Nb 0.15％，余量为Al。

本发明还提出了上述高强耐腐蚀的铝合金棒球棒的生产工艺，步骤如下：

S1、熔炼：按组成成分进行配料，将边角废铝料和金属硅铺装在电炉底部，再依次铺装铝锭、铝铁中间合金、铝钛中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金，以170℃/h的平均速度升温至700-710℃，当熔至半固态时，再以150℃/h的平均速度升温至740-750℃，加入铝铌中间合金、铝钇中间合金、铝铍中间合金，当炉料化平后，以120℃/h的速度匀速降温至710-720℃，加入铜板、锌锭、镁块，完全压入到铝液中，待炉料全部融化后，扒渣，精炼扒渣，保温15-25min，浇注；

S2、固溶：将步骤S1中的铸件置于保温炉中，以100℃/h的平均速度升温至470℃，保温1h，再以70℃/h的速度匀速升温至480℃，保温1h，再以50℃/h的速度匀速升温至490℃，保温1-2h，淬火，水冷至室温；

S3、时效：将S3中的铸件除去表面水珠后置于保温炉中，以80℃/h的平均速度升温至180-190℃，保温3-5h；再以60℃/h的平均速度降温至130-140℃，保温1-2h，出炉空冷至室温；

S4、回火：将S4中的铸件置于保温炉中，以70℃/h的平均速度升温至180-200℃，保温20-40min，再以40℃/h的平均速度升温至220-230℃，保温3-5h，随炉冷却至120-130℃，取出空冷至室温。

优选地，所述S1中，以170℃/h的平均速度升温至700-710℃，随温度的升高，升温速度增大，且温度和时间呈正弦函数关系。

优选地，所述S1中，以150℃/h的平均速度升温至740-750℃，随温度的升高，升温速度增大，且温度和时间呈正切函数关系。