[发明专利]一种高强高韧铝合金及其制备方法在审

专利信息
申请号: 202110009836.8 申请日: 2021-01-05
公开(公告)号: CN112853170A 公开(公告)日: 2021-05-28
发明(设计)人: 范卫忠;闫俊 申请(专利权)人: 华劲新材料研究院(广州)有限公司
主分类号: C22C21/02 分类号: C22C21/02;C22C1/02;C22C1/06
代理公司: 深圳得本知识产权代理事务所(普通合伙) 44762 代理人: 袁江龙
地址: 511300 广东省广州市增城区永*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 高强 铝合金 及其 制备 方法
【说明书】:

发明属于铝合金技术领域,公开了一种高强高韧铝合金及其制备方法,包括,其特征在于:所述铝合金的主要成分为Si、Mg、Mn、Ti、Sr、Fe和Al;按质量百分比计,所述铝合金内各成分为:Si:10%~11%,Mg:0.2~0.6%,Mn:0.30~0.60%,Ti≤0.15%,Sr≤0.05%,Fe≤0.11%,余量为Al;制备方法包括合金原材料的配料、原材料的熔化作业、两次精炼作业、品质确认、静置和在线处理等步骤,本发明通过优化材料成分以及熔炼、热处理等工艺技术提高材料本身的强度和韧性,其中经热处理该铝合金的抗拉强度≥320MPa,屈服强度≥250MPa,相比于现有的汽车用铝合金材料,具有强度更高、韧性更好、质量更轻的效果,有效满足于市场中轻量化汽车制造的需要。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域,具体涉及一种高强高韧铝合金及其制备方法。

背景技术

我国已成为全球最大的汽车生产国,2018年我国汽车销量2808.06万辆,连续十年蝉联全球销量第一。

汽车进入千家万户,大量的化石能源被消耗,减少能源消耗则尤为重要,节能减排促使汽车向轻量化方向发展,以铝代钢,用高强高韧的新材料代替沉重的旧材料;

现在汽车领域中常用的铝结构牌号有ADC12、A380、A356.2、319、354等,这些材料结合不同的加工工艺代替沉重的钢材,以ADC12为例,抗拉强度≥241mPa(压铸状态),仍存在强度较低,无法满足进一步实现汽车轻量化及节能减排的需要,因而,急需开发一种高强高韧的新型铝合金材料以满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强高韧铝合金及其制备方法,以解决市场现有的铝合金材料无法有效满足进一步实现汽车轻量化及节能减排的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高强高韧铝合金,包括,其特征在于:所述铝合金的主要成分为Si、Mg、Mn、Ti、Sr、Fe和Al。

优选的,按质量百分比计,所述铝合金内各成分为:Si:10%~11%,Mg:0.2~0.6%,Mn:0.30~0.60%,Ti≤0.15%,Sr≤0.05%,Fe≤0.11%,余量为Al。

一种高强高韧铝合金及其制备方法,其特征在于,制备方法如下:

(1)进行原材料的配料:在上述元素比例范围内,选定一组元素比例,例如Si:10%,Mg:0.4%,Mn:0.55%,Ti:0.1%,Sr:0.03%,Fe≤0.11%,再根据需要配制的合金总量,例如1000kg,推算出所需的每种单质金属的质量,编制合金生产配料表,并按配料表进行备料;(2)对原材料进行熔化作业:将步骤(1)备料的各原料加入熔炼炉内进行熔炼,原料添加顺序如下:a,Al;b,Si、Mn、Ti;熔炼温度限定于800℃-850℃;(3)合金熔体温度回落至700℃时,按步骤(1)中的比例投入Mg,搅拌均匀;(4)对步骤(3)融合所得的新合金熔体进行精炼作业,精炼温度限定于700℃-750℃;(5)向精炼后的合金熔体内添加Sr,并进行二次精炼;(6)精炼后对制品品质进行确认,确认方式包括目测和取样检测;(7)静置制品,并对制品在线进行处理。

优选的,步骤(2)中的Mn、Ti均以添加剂或中间合金的方式进行添加。

优选的,步骤(5)中的Sr以铝锶中间合金的形式加入,且二次精炼采用气体精炼的方式。

优选的,所述铝合金内各成分含量为Si:100kg,Mg:4kg,Mn:5.5kg,Ti:1kg,Sr:0.3kg,Fe≤1.1kg,Al:888.1kg。

优选的,熔炼反射炉采用25T-25T子母式连续熔炼反射炉,并使用天然气进行燃烧熔炼。

优选的,在步骤(6)中静置后得到铝锭与铝液两种制品,其中铝锭处理包括GBF除气、铸锭、成品检验、包装入库、存储和交付;铝液处理包括烘包、铝液装包、捞渣除气、成品检验和交付。

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