[发明专利]一种高强度的铝合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度的铝合金材料，其特征在于，按质量百分比包括如下元素：Si0.7-1.3wt％、Fe≤0.50wt％、Cu0.05-0.25wt％、Mn≤0.5wt％、Mg 0.6-1.2wt％、Cr≤0.05wt％、Zn≤0.2wt％、Ti≤0.1wt％，余量为Al和不可避免的其它杂质；其中，所述Mn元素以Al-Mn中间合金形式添加，所述Cr元素以Al-Cr中间合金形式添加，且所述Al-Mn中间合金以及Al-Cr中间合金共同作用用于细化α-Al晶胚、共晶硅团簇以及富铁相；

所述的高强度的铝合金材料的制备方法，包括如下步骤：

a.采用内生法分别制备Al-Mn中间合金以及Al-Cr中间合金；所述内生法制备Al-Mn中间合金的方法为按照重量份为1:3的Mn粉以及铝粉放入球磨机中进行球磨，在转速为45-75r/min的条件下，混料3-8h，将混均匀后的Mn粉以及铝粉使用铝箔包好，放入至模具中，施加单向轴向压力为45-100MPa，并保压1-5min，后加热至850-1000℃，冷却至室温得到Al-Mn中间合金；所述内生法制备Al-Cr中间合金的方法为按照重量份为1:3-5的Cr粉以及铝粉放入球磨机中进行球磨，在转速为30-50r/min的条件下，混料2-8h后将混合均匀的Cr粉以及铝粉使用铝箔包好，放入至模具中，施加单向轴向压力为40-100MPa，并保压1-5min，后加热至900-1200℃，冷却至室温得到Al-Cr中间合金；

b.将铝铸锭添加至熔炼炉中，待铝铸锭加热熔融后将含元素Si、Fe、Cu、Mg、Zn、Ti的原材料依次加入至熔炼炉中，待原材料全部熔化后，降低熔炼炉的温度，待炉温稳定后，扒去熔渣；

c.继续往熔炼炉中添加Al-Mn中间合金以及Al-Cr中间合金，熔化后缓慢搅拌铝熔体使其均匀分布并保温在550-700℃的温度下15-30min后撇渣；

d.将均匀分布的铝熔体引入铸锭机或中间包，制备得到铝合材料铸锭；

e.将铝合金材料铸锭在540-580℃温度下保温6-12h进行均匀化热处理；

f.对均匀化热处理后的铝合金材料铸锭在3600T挤压机上做挤压处理，挤压系数为40，得到壁厚为4.0-10nm的铝合金型材，后以不低于6℃/s的冷却速度进行在线淬火；

g.将铝合金材料在160-190℃下保温4-12h进行时效处理，出炉冷却至室温后得到高强度的铝合金材料。

2.一种制备如权利要求1所述的高强度的铝合金材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.采用内生法分别制备Al-Mn中间合金以及Al-Cr中间合金；所述内生法制备Al-Mn中间合金的方法为按照重量份为1:3的Mn粉以及铝粉放入球磨机中进行球磨，在转速为45-75r/min的条件下，混料3-8h，将混均匀后的Mn粉以及铝粉使用铝箔包好，放入至模具中，施加单向轴向压力为45-100MPa，并保压1-5min，后加热至850-1000℃，冷却至室温得到Al-Mn中间合金；所述内生法制备Al-Cr中间合金的方法为按照重量份为1:3-5的Cr粉以及铝粉放入球磨机中进行球磨，在转速为30-50r/min的条件下，混料2-8h后将混合均匀的Cr粉以及铝粉使用铝箔包好，放入至模具中，施加单向轴向压力为40-100MPa，并保压1-5min，后加热至900-1200℃，冷却至室温得到Al-Cr中间合金；

b.将铝铸锭添加至熔炼炉中，待铝铸锭加热熔融后将含元素Si、Fe、Cu、Mg、Zn、Ti的原材料依次加入至熔炼炉中，待原材料全部熔化后，降低熔炼炉的温度，待炉温稳定后，扒去熔渣；

c.继续往熔炼炉中添加Al-Mn中间合金以及Al-Cr中间合金，熔化后缓慢搅拌铝熔体使其均匀分布并保温在550-700℃的温度下15-30min后撇渣；

d.将均匀分布的铝熔体引入铸锭机或中间包，制备得到铝合材料铸锭；

e.将铝合金材料铸锭在540-580℃温度下保温6-12h进行均匀化热处理；

f.对均匀化热处理后的铝合金材料铸锭在3600T挤压机上做挤压处理，挤压系数为40，得到壁厚为4.0-10nm的铝合金型材，后以不低于6℃/s的冷却速度进行在线淬火；

g.将铝合金材料在160-190℃下保温4-12h进行时效处理，出炉冷却至室温后得到高强度的铝合金材料。