[发明专利]一种高强度铝合金及其生产方法

说明书

本发明提供一种高强度铝合金及其生产方法，主要涉及合金加工工艺领域。一种高强度铝合金，其特征在于，包括以下质量百分比的元素：Cu 5.5‑6.5%，Mg 0.6‑0.8%，Ag 0.4‑0.6%，Y 0.2‑0.4%，余量为Al和不可避免的杂质。该高强度铝合金的生产方法包括将原料依次进行熔炼、精炼、铸造、均匀化处理以及时效处理，得到由合金元素组成的所述高强度铝合金。本发明的有益效果在于：本发明能够改善现有的铝合金力学性能不佳的问题，铝合金产品塑性好，强度高，制备方式简单易行，工艺可移植性强。

技术领域

本发明主要涉及合金加工工艺领域，具体是一种高强度铝合金及其生产方法。

背景技术

航空航天、轨道交通及新能源汽车等现代化工业发展中，对结构轻量化提出了迫切的要求。铝合金作为常用轻质金属结构材料，已受到越来越多的关注，并已在国防军工、航空航天、高速轨道交通、电子通讯等领域得到了一定程度的应用。目前商用铝合金基本上可分为铸造铝合金和变形铝合金两大类。2系铝合金由于具有低廉的价格和良好的铸造工艺而应用广泛，主要有2A12、2024、2A70铝合金。其中2A12-T6铝合金的极限抗拉强度为415-435MPa，2024-T6铝合金的极限抗拉强度435-455MPa，2A70-T6铝合金的极限抗拉强度为425-445MPa。由于铝合金强度较低，还难以大量应用于承载结构件，尤其是变形铝合金的应用量仍远远落后于钢铁，其力学性能明显不足，已经严重的制约了其进一步的应用。同时实际生产中，现有的大型铸件、压铸件及某些特种铸件难以进行热处理，并且存在强度较低的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种高强度铝合金及其生产方法，它能够改善现有的铝合金力学性能不佳的问题，铝合金产品塑性好，强度高，制备方式简单易行，工艺可移植性强。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种高强度铝合金，包括以下质量百分比的元素：Cu 5.5-6.5%，Mg 0.6-0.8%，Ag 0.4-0.6%，Y 0.2-0.4%，余量为Al和不可避免的杂质。

一种高强度铝合金的生产方法，由以下步骤组成：

S1：合金熔炼：将合金元素Cu、Ag、Y的原料包括纯Al、纯Mg投入坩埚加热至融化，加热至700-720℃时加入预热后的合金元素Y、Cu、Ag的中间合金原料；

S2：精炼：将S1步骤熔融状态的产物保温至所述合金元素Y、Cu、Ag的原料全部熔化后去除表面浮渣，随后升温至730-740℃，搅拌，再降温至690-700℃保温；

S3：合金铸造：将S2步骤精炼得到的合金液浇筑于预热后的金属模具中铸造成铝锭；

S4：均匀化处理：将S3步骤铸造产物在温度520℃-540℃下保温10-16h进行均匀化处理；

S5：时效处理：将S5步骤产物在200-220℃下保温2-4h进行时效处理。

优选的，一种高强度铝合金的生产方法，在所述S4与S5步骤之间加入下述步骤：

S4.5：热挤压：将S4步骤产物在510-530℃下进行热挤压，挤压比为10-20。

优选的，所述S1步骤中，中间合金为Al-50Cu、Al-10Ag、Al-30Y中间合金。

优选的，所述S3步骤中，预热的金属模具温度为250~300℃。

优选的，所述S3步骤中，在将所述合金液浇筑于预热后的金属模具中之前，在预热后的所述模具内喷涂速干型高温润滑脱模剂。