[发明专利]一种机械产品用铝合金材料

说明书

【技术领域】

本发明属于铝合金材料制备技术领域，具体涉及一种机械产品用铝合金材料。

【背景技术】

铝合金是纯铝的延伸产品，纯铝的密度小(ρ＝2.7g/m3)，大约是铁的1/3，且熔点低，约为660℃左右，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性(δ:32-40％，ψ:70-90％)，因此其易于加工，可制成各种型材、板材，且抗腐蚀性能好。但是纯铝的强度很低，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。在纯铝中添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，这样使得其“比强度”(强度与比重的比值σb/ρ)胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机电产品、机械产品及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机，汽车的发动机、曲轴箱等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50％以上。

由于产品性能要求不断升高，现有的铝合金材料其配方和工艺不是很合理，获得的铝合金材料无法获得理想的性能，在使用的过程中存在耐腐蚀性欠佳的问题，而缩短了铝合金制品的使用寿命。因此，探索一种中强度耐腐蚀铝合金的配方，并配合优化其制备方法，从而获得性能更加优良的铝合金材料已经成为目前亟需解决的技术问题。

中国专利申请文献“一种耐腐蚀铝合金(公开号：CN105925857A)”公开了一种耐腐蚀铝合金，按重量百分比计由以下成分制成：氧化钇和氧化镨0.28％、硅1.43％、铜1.2％、铁0.41％、钴和铍0.86％、镁0.45％、钛和锶和硫0.032％、锌0.12％、铬0.02％，其余为铝。该发明铝合金中添加了固定配比的钛、锶、硫元素，有效提高了铝合金的强度和韧性，且在铝合金中添加的固定配比的钴和铍元素后，加入后能使铸品产生良好的晶粒细化，有效克服铸造裂纹，改善铸件外观，改善表面质量。但是存在着耐腐蚀性能相对较差的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种机械产品用铝合金材料，以解决如何在中国专利申请文献“一种耐腐蚀铝合金(公开号：CN105925857A)”公开的铝合金配方基础上，优化铝合金组分和方法，提高铝合金耐腐蚀等性能。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种机械产品用铝合金材料，以重量份为单位，包括以下原料：铝200-320份、氧化钇6-12份、氧化镨2-5份、铜3-7份、铁4-8份、钴10-16份、铍2-4份、镁8-13份、钛5-10份、锶4-7份、锌12-18份、铬3-6份、氮化硅10-22份、石墨烯1-2.2份、磷酸三钾1.6-8份、2-甲基丙烯酸乙酯0.8-2.4份、对羟基苯磺酸1.8-6.2份、硬脂酸钡1.5-4.2份、701粉增强剂1.7-3.2份；

本发明还提供一种机械产品用铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、熔炼：将准备好的材料做清洗处理后采用铸造铝合金熔炼方法熔炼，先将铝、氧化钇、氧化镨、铜、氮化硅进行熔化，熔化后搅拌均匀后加入铁、钴、铍、镁、钛、锶、锌、铬，待化清后注入石墨烯、磷酸三钾、2-甲基丙烯酸乙酯、对羟基苯磺酸、硬脂酸钡、701粉增强剂在磁场强度为6000-7200GS、超声波功率为400-600W、温度为62-78℃、转速为200-300r/min的条件下恒温熔炼制得恒温熔炼40-75min制得铝合金粗熔液；

S2、精炼：在温度达到740-790℃时将铝合金粗熔液进行精炼处理：打净炉中铝合金粗熔液表面的浮渣，将在温度为74-92℃、常压条件下烘烤15-30min烘烤好的精炼Al-Sr-RE复合细化剂撒在铝合金粗熔液表面，在超声波功率为400-600W、搅拌转速为200-300r/min条件下精炼22-32min，精炼Al-Sr-RE复合细化剂︰铝的比例为2-5:100，直至液面不再冒泡，制得铝合金精炼熔液；

S3、铸造：在室温条件下将制得铝合金精炼熔液静置9-12h，再以12-25℃/分钟速率升温至420-540℃，保温1.5-2.5h，制得铝合金锭；

S4、压模矫直：将制得的铝合金锭放入在压强为65-90MPa、420-500℃恒温保温16-32min条件下的压模模具中挤压成形，重复挤压2-3次后脱模制得铝合金板，冷却至常温后在220-300℃、常压条件下进行1.5-3.5h的矫直处理，取出经矫直处理得铝合金板，在空气中正常冷却至室温，制得机械产品用铝合金材料。

本发明具有以下有益效果：