一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，該合金中各元素的質(zhì)量百分含量為：Zn8.5-9.5、Mg2.6-3.2、Cu2.0-2.5、Zr0.2-0.3、Mo0.15-0.25、V0.1-0.2、Ge0.05-0.08、Nb0.04-0.06、Ti0.03-0.04、Fe0.02-0.03%、Si0.012-0.018、B0.002-0.005、RE0.03-0.06%，余量為Al；本發(fā)明在超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金的成分基礎(chǔ)上，添加了Pr、Yb、Gd等，可以在合金組織中形成新型多元含Pr、Yb、Gd的彌散相，可以顯著抑制基體再結(jié)晶，保持形變回復(fù)組織，抑制晶界斷裂，同時(shí)提高了合金材料的強(qiáng)度和韌性。
【專利說(shuō)明】一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，屬于鋁合金材料【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]鋁合金材料密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過(guò)優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，已成為最具潛力、最廣泛應(yīng)用的金屬材料之一。近年來(lái)鋁合金強(qiáng)度在不斷提高的同時(shí)，晶界斷裂問(wèn)題越來(lái)越來(lái)突出，合金的斷裂韌性成為限制超高強(qiáng)鋁合金材料應(yīng)用的重要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有提供一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，在保證鋁合金材料強(qiáng)度的同時(shí)，提高鋁合金的斷裂韌性。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(O將爐料投入熔煉爐中進(jìn)行加熱熔煉，待爐料熔化后，撒上2/3量的覆蓋劑覆蓋，當(dāng)合金熔液升溫至700-730°C時(shí)，用爐料重量0.2-0.4%的C2Cl6進(jìn)行精煉，入爐靜置10-15min，至740_760°C時(shí)，將塊狀變質(zhì)劑壓入爐中央底部，進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)反應(yīng)
l-3min后，撒上剩余的1/3的覆蓋劑，靜置10_15min后即可進(jìn)行燒鑄，燒鑄前確保熔液中各合金元素的質(zhì)量百分含量為:Zn 8.5-9.5、Mg 2.6-3.2、Cu 2.0-2.5、Zr 0.2-0.3、Mo
0.15-0.25、V 0.1-0.2、Ge 0.05-0.08、Nb 0.04-0.06、Ti 0.03-0.04、Fe 0.02-0.03%、Si
0.012-0.018、B 0.002-0.005、RE 0.03-0.06%,余量為 Al ；
(2)將熔液連續(xù)澆鑄成鑄錠，然后進(jìn)行均勻化退火處理，即鑄錠先從室溫以80-90°C/h升溫至 240-280°C，保溫 10-15h，然后再以 100_120°C /h 升溫至 460_490°C，保溫 20_24h，然后以 60-80°C /h 降溫至 320-350°C，保溫 5_10h，再以 80_100°C /h 降溫至 160_180°C，出爐空冷至室溫；均勻化退火后，將鑄錠加熱至450-480°C，用擠壓機(jī)擠壓成型，擠壓速率為
6-10m/min ；
(3)將鋁合金型材首先在440-460°C下保溫l_2h，然后以4_8°C/h升溫至450_480°C，保溫l_2h，再以5-10°C /h升溫至480-500°C，保溫2_3h，然后以280_320°C /h迅速降溫至140-160°C于室溫水淬；淬火后立即進(jìn)行時(shí)效處理:將鋁合金型材先以30-40°C /h升溫至70-80°C，保溫 12-16h ;再以 20-300C /h 升溫至 130-150O，保溫 15_20h，再以 40_50°C /h 降溫至 50-60°C，保溫 5-10h，再以 50-60°C /h 升溫至 140_160°C，保溫 18_24h，再以 30_40°C /h降溫至80-90°C，保溫4-6h，隨爐空冷至室溫；
(4)時(shí)效處理后的鋁合金型材經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化、電泳涂漆等工序后即得含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材。
[0005]所述的覆蓋劑由下列重量份的原料混合而成:碳酸鈉10-15、氯化鉀5-10、玻璃粉8-12、剛玉粉5-10、螢石粉5-10、椰殼炭粉4-6、氮化鋁3_5、鎂砂粉6_9、莫來(lái)石粉8_12、凹凸棒土 5_10。
[0006]所述的塊狀變質(zhì)劑的質(zhì)量百分比成分為:Pr 3-4、Yb 2-3、Gd 1-2、Ge 8-12、Nb5-10、Ti 4-6、B 0.5-0.8、余量為Al ;其由混合稀土金屬錠、AlTiB合金、AlGeNb合金和純鋁錠經(jīng)熔煉、精煉、除氣除渣、攪拌均勻后，澆鑄成塊狀制得。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明在超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金的成分基礎(chǔ)上，添加了 Pr、Yb、Gd等，可以在合金組織中形成新型多元含Pr、Yb、Gd的彌散相，可以顯著抑制基體再結(jié)晶，保持形變回復(fù)組織，抑制晶界斷裂，同時(shí)提高了合金材料的強(qiáng)度和韌性。
【具體實(shí)施方式】
[0008]一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(1)將爐料投入熔煉爐中進(jìn)行加熱熔煉，待爐料熔化后，撒上2/3量的覆蓋劑覆蓋，當(dāng)合金熔液升溫至720°C時(shí)，用爐料重量0.3%的C2Cl6進(jìn)行精煉，入爐靜置15min，至750°C時(shí)，將塊狀變質(zhì)劑壓入爐中央底部，進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)反應(yīng)2min后，撒上剩余的1/3的覆蓋劑，靜置15min后即可進(jìn)行澆鑄，澆鑄前確保熔液中各合金元素的質(zhì)量百分含量為:Zn8.5-9.5,Mg 2.6-3.2,Cu 2.0-2.5,Zr 0.2-0.3,Mo 0.15-0.25,V 0.1-0.2,Ge 0.05-0.08、Nb 0.04-0.06、Ti 0.03-0.04, Fe 0.02-0.03%, Si 0.012-0.018、B 0.002-0.005、RE
0.03-0.06%，余量為 Al ；
(2)將熔液連續(xù)澆鑄成 鑄錠，然后進(jìn)行均勻化退火處理，即鑄錠先從室溫以80°C/h升溫至250°C，保溫15h，然后再以110°C /h升溫至480°C，保溫22h，然后以70°C /h降溫至330°C，保溫8h，再以90°C /h降溫至170°C，出爐空冷至室溫；均勻化退火后，將鑄錠加熱至470°C，用擠壓機(jī)擠壓成型，擠壓速率為8m/min ；
(3)將鋁合金型材首先在450°C下保溫2h，然后以5°C/h升溫至460°C，保溫2h，再以8°C /h升溫至480°C，保溫3h，然后以300°C /h迅速降溫至150°C于室溫水淬；淬火后立即進(jìn)行時(shí)效處理:將鋁合金型材先以40°C /h升溫至80°C，保溫12h ;再以30°C /h升溫至145°C，保溫15h，再以50°C /h降溫至50°C，保溫10h，再以60°C /h升溫至150°C，保溫20h，再以400C /h降溫至80°C，保溫5h，隨爐空冷至室溫；
(4)時(shí)效處理后的鋁合金型材經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化、電泳涂漆等工序后即得含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材。
[0009]所述的覆蓋劑由下列重量(kg)的原料混合而成:碳酸鈉10、氯化鉀8、玻璃粉10、剛玉粉6、螢石粉7、椰殼炭粉6、氮化鋁4、鎂砂粉8、莫來(lái)石粉12、凹凸棒土 6。
[0010]所述的塊狀變質(zhì)劑的質(zhì)量百分比成分為:Pr 3-4、Yb 2-3、Gd 1-2、Ge 8-12、Nb5-10、Ti 4-6、B 0.5-0.8、余量為Al ;其由混合稀土金屬錠、AlTiB合金、AlGeNb合金和純鋁錠經(jīng)熔煉、精煉、除氣除渣、攪拌均勻后，澆鑄成塊狀制得。
[0011]本實(shí)施例制得的鋁合金型材經(jīng)檢驗(yàn)，其力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度738Mpa，屈服強(qiáng)度為 694Mpa，斷裂韌性為 28.7MN/m3/2。
【權(quán)利要求】
1.一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)將爐料投入熔煉爐中進(jìn)行加熱熔煉，待爐料熔化后，撒上2/3量的覆蓋劑覆蓋，當(dāng)合金熔液升溫至700-730°C時(shí)，用爐料重量0.2-0.4%的C2Cl6進(jìn)行精煉，入爐靜置10-15min，至740_760°C時(shí)，將塊狀變質(zhì)劑壓入爐中央底部，進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)反應(yīng)l-3min后，撒上剩余的1/3的覆蓋劑，靜置10_15min后即可進(jìn)行燒鑄，燒鑄前確保熔液中各合金元素的質(zhì)量百分含量為:Zn 8.5-9.5、Mg 2.6-3.2、Cu 2.0-2.5、Zr 0.2-0.3、Mo0.15-0.25、V 0.1-0.2、Ge 0.05-0.08、Nb 0.04-0.06、Ti 0.03-0.04、Fe 0.02-0.03%、Si0.012-0.018、B 0.002-0.005、RE 0.03-0.06%,余量為 Al ； (2)將熔液連續(xù)澆鑄成鑄錠，然后進(jìn)行均勻化退火處理，即鑄錠先從室溫以80-90°C/h升溫至 240-280°C，保溫 10-15h，然后再以 100_120°C /h 升溫至 460_490°C，保溫 20_24h，然后以 60-80°C /h 降溫至 320-350°C，保溫 5_10h，再以 80_100°C /h 降溫至 160_180°C，出爐空冷至室溫；均勻化退火后，將鑄錠加熱至450-480°C，用擠壓機(jī)擠壓成型，擠壓速率為6-10m/min ； (3)將鋁合金型材首先在440-460°C下保溫l_2h，然后以4_8°C/h升溫至450_480°C，保溫l_2h，再以5-10°C /h升溫至480-500°C，保溫2_3h，然后以280_320°C /h迅速降溫至140-160°C于室溫水淬；淬火后立即進(jìn)行時(shí)效處理:將鋁合金型材先以30-40°C /h升溫至70-80°C，保溫 12-16h ;再以 20-300C /h 升溫至 130-150O，保溫 15_20h，再以 40_50°C /h 降溫至 50-60°C，保溫 5-10h，再以 50-60°C /h 升溫至 140_160°C，保溫 18_24h，再以 30_40°C /h降溫至80-90°C，保溫4-6h，隨爐空冷至室溫； (4)時(shí)效處理后的鋁合金型材經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化、電泳涂漆等工序后即得含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述的覆蓋劑由下列重量份的原料混合而成:碳酸鈉10-15、氯化鉀5-10、玻璃粉8-12、剛玉粉5-10、螢石粉5-10、椰殼炭粉4-6、氮化鋁3-5、鎂砂粉6_9、莫來(lái)石粉8_12、凹凸棒土 5_10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鐠超高強(qiáng)鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述的塊狀變質(zhì)劑的質(zhì)量百分比成分為:Pr 3-4, Yb 2-3, Gd 1-2, Ge 8-12, Nb 5-10, Ti 4-6, B.0.5-0.8、余量為Al ;其由混合稀土金屬錠、AlTiB合金、AlGeNb合金和純鋁錠經(jīng)熔煉、精煉、除氣除渣、攪拌均勻后，澆鑄成塊狀制得。
【文檔編號(hào)】C22C1/02GK103468982SQ201310348395
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】陳鵬, 王沖, 金繼松 申請(qǐng)人:安徽環(huán)宇鋁業(yè)有限公司