一種高強度鋁合金的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種高強度鋁合金的制備方法，用涂料對石墨坩堝進行噴涂，然后將放有鋁錠的石墨坩堝放入電阻爐內，加熱熔融，然后放入鋁-錸合金和鋁-銅合金，加熱熔融，接著加入鎂錠和鋅錠并攪拌均勻，加熱熔融得到合金熔融液；然后向合金熔融液的表面添加覆蓋劑得到物料a，精煉后扒渣和攪拌得到物料b，然后將物料b靜置，然后放入合金細化劑澆注得到物料c，將物料c升溫，退火，然后升溫再退火，冷卻至室溫得到物料d，將物料d進行人工時效處理，冷卻至室溫得到高強度鋁合金。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鋁合金的制備方法，尤其涉及。
技術介紹
鋁在地殼中的儲量極為豐富，約占地殼總質量的7.45%左右，含量排在氧元素和硅元素之后，位居第三。鋼鐵材料的產量屬于金屬材料中最多的，其次便是鋁及鋁合金材料。而鋁及鋁合金材料在有色金屬材料中屬于應用最為廣泛的。由于鋁及其合金具有一系列的優異性能，近幾十年來，鋁已成為世界上使用最為廣泛的金屬材料之一。純鋁是帶有銀白色的金屬光澤且極為柔軟的材料，具備較低的密度、良好的導電導熱性，并且其塑性較高也具備較好的抗腐蝕性能。鋁的加工工藝也十分優良，易于鑄造和加工成型等。當鋁經過合金化以后，其比剛度、比強度較高，并且疲勞強度和斷裂強度也大幅度增加。由于鋁合金同時具有較高的強度和良好的加工成型性能，因此為了較大幅度的降低構件的重量且提高結構的穩定性，可以選擇采用鋁合金材料代替鋼鐵材料。所以，在各類工業領域中鋁及鋁合金都是極其重要的工程結構材料，用途十分廣泛。當前，運載火箭、各類航空航天器都選擇鋁合金作為主要材料，除此之外，一些軍工行業，如裝甲車和坦克等也需要采用鋁合金材料制造。在機械、建筑和日常生活用品等行業也對鋁合金材料有較大需求。目前，我國研制生產的超高強鋁合金已被廣泛的應用在高強度結構中，如飛機的機身、機翼架、大梁等，許多超高強鋁合金的研究成果都與國際先進水平接軌，在航空航天等領域成為了不可缺少的重要材料。雖然我國對超高強度鋁合金已開展廣泛的研究，但如何更大限度的提高合金的抗拉強度仍然是我國需面臨的重要難題。我國目前所應用于航空航天領域上的高強鋁合金主要是LC9、LC4鋁合金，但是由于合金的強度和綜合性能達不到要求，并且減重潛力得不到有力發揮，結構重量遠落后于外國，因此導致我國飛機超重問題嚴重。
技術實現思路
為解決
技術介紹
中存在的技術問題，本專利技術提出。本專利技術提出的，包括如下步驟:S1、用涂料對石墨坩禍進行噴涂，然后將放有鋁錠的石墨坩禍放入電阻爐內，加熱至760-800°C熔融，然后放入鋁-錸合金和鋁-銅合金，加熱至820-850°C熔融，接著加入鎂錠和鋅錠并攪拌均勻，加熱至860-90(TC熔融得到合金熔融液，然后對合金熔融液組分進行調控，調控后合金液的組分為:鋅5.94-8.98%、鎂1.92-1.96%、銅2.02-2.06%、錸0.32-0.36%、鐵< 0.05、硅< 0.05、錳< 0.01，余量為鋁；然后向合金熔融液的表面添加覆蓋劑得到物料a ；S2、然后向物料a中添加六氯乙烷進行精煉，然后進行扒渣和攪拌得到物料b ;S3、然后將物料b靜置10-30min，然后放入合金細化劑澆注得到物料c ；S4、將物料c升溫至280-320 °C，退火2_6h，然后升溫至460-480 °C，退火22_26h，冷卻至室溫得到物料d ;S5、將物料d進行人工時效處理，人工時效處理的溫度為120-160°C，人工時效的時間為8-16h，冷卻至室溫得到高強度鋁合金。優選地，S1中，涂料的原料按重量百分比為:氧化鋅20-40%、水玻璃8-12%、余量為水。優選地，S1中，覆蓋劑的原料按重量百分比包括:氯化鎂38-46%、氯化鋇5_6%、氯化鉀32-40%，余量為水。優選地，S1中，調控后合金液的組分為:鋅5.95-8.97 %、鎂1.93-1.95 %、銅2.03-2.05%、錸 0.33-0.35%、鐵< 0.04、硅< 0.04、錳< 0.008，余量為鋁。優選地，S1中，調控后合金液的組分為:鋅5.96%、鎂1.94%、銅2.04%、錸0.34%、鐵 0.05、硅 0.05、錳 0.01，余量為鋁。優選地，S3中，合金細化劑按如下工藝進行制備:將招錠、鋅錠、鎂錠和銅錠放入石墨坩禍中加熱融化，再將合金溶液加熱至800-1200°C，然后用高速噴射的氮氣氣體流對合金液進行沖擊，并將合金液剪切成破碎的金屬小液滴，然后將金屬液滴在0.8-1.2MPa氮氣保護的容器內被急冷而凝固成粉末顆粒，即得到合金細化劑。本專利技術在制備高強度鋁合金的過程中，霧化法制備的與合金具有相同成分的顆粒狀細化劑可有效地細化鋁合金的顯微組織，其鑄態晶粒尺寸在50 μ m左右。鋁合金在固溶淬火后乳制，再經不同時間的時效處理后，合金的強度產生“雙峰”的特征。第一時效峰時材料的屈服強度達592MPa，抗拉強度達597MPa，延伸率為12.2% ;第二時效峰時材料的屈服強度為599MPa，抗拉強度為608MPa，延伸率為12.5%。【具體實施方式】下面結合具體實施例對本專利技術做出詳細說明，應當了解，實施例只用于說明本專利技術，而不是用于對本專利技術進行限定，任何在本專利技術基礎上所做的修改、等同替換等均在本專利技術的保護范圍內。實施例1本專利技術提出的，包括如下步驟:S1、用涂料對石墨坩禍進行噴涂，然后將放有鋁錠的石墨坩禍放入電阻爐內，加熱至780°C熔融，然后放入鋁-錸合金和鋁-銅合金，加熱至835°C熔融，接著加入鎂錠和鋅錠并攪拌均勻，加熱至880°C熔融得到合金熔融液，然后對合金熔融液組分進行調控，調控后合金液的組分為:鋅5.96 %、鎂1.94 %、銅2.04 %、錸0.34 %、鐵0.05、硅0.05、錳0.01，余量為鋁；然后向合金熔融液的表面添加覆蓋劑得到物料a ;其中，涂料的原料按重量百分比為:氧化鋅30%、水玻璃10%、余量為水；覆蓋劑的原料按重量百分比包括:氯化鎂42%、氯化鋇5.5%、氯化鉀36 %，余量為水；S2、然后向物料a中添加六氯乙烷進行精煉，然后進行扒渣和攪拌得到物料b ;S3、然后將物料b靜置20min，然后放入合金細化劑澆注得到物料c，其中，合金細化劑按如下工藝進行制備:將鋁錠、鋅錠、鎂錠和銅錠放入石墨坩禍中加熱融化，再將合金溶液加熱至1000°C，然后用高速噴射的氮氣氣體流對合金液進行沖擊，并將合金液剪切成破碎的金屬小液滴，然后將金屬液滴在1.0MPa氮氣保護的容器內被急冷而凝固成粉末顆粒，即得到合金細化劑；S4、將物料c升溫至300°C，退火4h，然后升溫至470°C，退火24h，冷卻至室溫得到物料d ;S5、將物料d進行人工時效處理，人工時效處理的溫度為140°C，人工時效的時間為12h，冷卻至室溫得到高強度鋁合金。實施例2本專利技術提出的，包括如下步驟:S1、用涂料對石墨坩禍進行噴涂，然后將放有鋁錠的石墨坩禍放入電阻爐內，加熱至760°C熔融，然后放入鋁-錸合金和鋁-銅合金，加熱至850°C熔融，接著加入鎂錠和鋅錠并攪拌均勻，加熱至860°C熔融得到合金熔融液，然后對合金熔融液組分進行調控，調控后合金液的組分為:鋅5.94%、鎂1.96%、銅2.02%、錸0.36%、鐵0.05、硅0.05、錳0.01，余量為鋁；然后向合金熔融液的表面添加覆蓋劑得到物料a ;其中，涂料的原料按重量百分比為:氧化鋅20%、水玻璃12%、余量為水；覆蓋劑的原料按重量百分比包括:氯化鎂38%、氣化鎖6 %、氣化鐘32 %，余I為水；S2、然后向物料a中添加六氯乙烷進行精煉，然后進行扒渣和攪拌得到物料b ;S3、然后將物料b靜置lOmin，然后放入合金細化劑澆注得到物料c，其中，合金細化劑按如下工藝進行制備:將鋁錠、鋅錠、鎂錠和銅錠放入石墨坩禍中加熱融化，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度鋁合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、用涂料對石墨坩堝進行噴涂，然后將放有鋁錠的石墨坩堝放入電阻爐內，加熱至760?800℃熔融，然后放入鋁?錸合金和鋁?銅合金，加熱至820?850℃熔融，接著加入鎂錠和鋅錠并攪拌均勻，加熱至860?900℃熔融得到合金熔融液，然后對合金熔融液組分進行調控，調控后合金液的組分為：鋅5.94?8.98％、鎂1.92?1.96％、銅2.02?2.06％、錸0.32?0.36％、鐵≤0.05、硅≤0.05、錳≤0.01，余量為鋁；然后向合金熔融液的表面添加覆蓋劑得到物料a；S2、然后向物料a中添加六氯乙烷進行精煉，然后進行扒渣和攪拌得到物料b；S3、然后將物料b靜置10?30min，然后放入合金細化劑澆注得到物料c；S4、將物料c升溫至280?320℃，退火2?6h，然后升溫至460?480℃，退火22?26h，冷卻至室溫得到物料d；S5、將物料d進行人工時效處理，人工時效處理的溫度為120?160℃，人工時效的時間為8?16h，冷卻至室溫得到高強度鋁合金。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李政源，
申請(專利權)人：合肥標兵凱基新型材料有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34