本發(fā)明屬于鋁合金技術領域，具體涉及添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產高強型材的方法。

背景技術：

鋁及鋁合金密度小、比強度高、耐腐蝕性、抗氧化性、導電和熱性僅次于銀和銅，且加工性好，無毒，還有良好的低溫反射性能，無磁性，不起火花，表面光澤美觀，能表面涂飾等多種特殊性能。我國是鋁制品的生產和消費大國，然而，我國的鋁土礦資源卻很匱乏，目前鋁土礦可開采年限不足30年。因此，不斷擴大的市場需求與相對貧乏的鋁礦資源已成為我國鋁業(yè)未來發(fā)展的瓶頸環(huán)節(jié)，這一矛盾促進了中國再生鋁工業(yè)的迅速發(fā)展。

鋁合金型材擠壓技術在汽車、船舶、鐵路、航空、航天等工業(yè)領域以及建筑等民用領域越來越顯示出其重要地位，其使用量巨大。鋁合金擠壓型材在機械加工過程中產生的干燥鋁合金屑存放具有很大的安全隱患，直接重熔回收鋁合金屑氧化燃燒嚴重，其材料的回收率較低。鋁合金企業(yè)多將鋁合金屑以較低價格賣掉，變賣會造成一定的成本損失，尤其在鋁合金價格不斷上漲時期，鋁合金屑安全且高回收率回收對鋁合金企業(yè)節(jié)約原材料成本方面具有重要意義。同時，隨著工程需要的提高，對鋁合金型材質量的要求越來越高，不僅要求產品的抗拉強度提高，還需要同步提高伸長率。因此，急需設計一種能夠解決上述問題的利用鋁合金屑生產高強型材的方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種生產周期短、工藝簡單、回收率高的添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產高強型材的方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產高強型材的方法，是由以下步驟組成的：

1)取鋁合金屑和二硼化鈦粉末，球磨機內球磨，得初料；

2)將初料加至金屬屑餅機中壓制成圓柱形的鋁合金料塊；

3)將鋁合金料塊放至預熱爐中，以10-25℃/min的速度預熱至480-520℃；

4)將預熱后的鋁合金料塊置于擠壓機中，墩粗排氣，以8-12m/min的速度擠壓成型，制得高強型材。

所述二硼化鈦粉末的加入量為鋁合金屑重量的0.05-1％。

所述二硼化鈦粉末的粒徑≤0.5μm。

所述球磨時間為3-5min。

所述鋁合金料塊的高度為50-100mm，密度為2.55-2.60g/cm³，料塊直徑較擠壓機料筒直徑小10-15mm。

所述擠壓機模具溫度為480-500℃，擠壓機料筒溫度為380-420℃，擠壓比為10-100：1。

本發(fā)明中，鋁合金屑中加入二硼化鈦粉末充分球磨，使兩者混合均勻，并增加二硼化鈦粉末的活性，可顯著增強型材強度，獲得高強鋁合金型材。其強化機理為彌散二硼化鈦粉末強度較高，均勻分布在鋁合金屑中，且與鋁合金屑結合良好，能夠與鋁合金屑形成共格或半共格應力場，相鄰的顆粒像“柵欄”一般對要通過的位錯起到阻礙作用，即為彌散強化。當位錯運動過程中遇到相近的顆粒，位錯線將不得不繞過顆粒前進，并在顆粒周圍形成位錯環(huán)，從而有效提高復合材料的強度。

進一步的，在鋁合金型材回復再結晶的過程中，晶核優(yōu)先依附于二硼化鈦粉末的固體表面形成，因此二硼化鈦粉末大大提高核心數(shù)量，初步達到細晶效果；二硼化鈦粉末部分存在于晶界，晶界對位錯運動有著很強烈的阻礙作用。當晶內位錯移動到晶界處將難以繼續(xù)前進，而在晶界處積塞。晶界阻擋了位錯運動，起到了強化的效果。因此，晶粒細化能夠有效地提高復合材料的強度及韌性。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明具有生產周期短、工藝簡單、鋁合金屑回收率高的特點，制備的型材具有較高的強度和韌性，大大降低材料的加工成本，具有顯著的經濟和社會效益。

附圖說明

圖1為添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產高強型材的掃描電鏡圖片；

圖2為添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產高強型材的金相照片。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1

添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產高強型材的方法，是由以下步驟組成的：

1)取鋁合金屑和二硼化鈦粉末，球磨機內球磨，得初料；

2)將初料加至金屬屑餅機中壓制成圓柱形的鋁合金料塊；

3)將鋁合金料塊放至預熱爐中，以10℃/min的速度預熱至520℃；

4)將預熱后的鋁合金料塊置于擠壓機中，墩粗排氣，以8m/min的速度擠壓成型，制得高強型材。

所述二硼化鈦粉末的加入量為鋁合金屑重量的0.05％。

所述二硼化鈦粉末的粒徑≤0.5μm，其中粒徑0.5μm的粉末占80％。

所述球磨時間為3min。

所述鋁合金料塊的高度為100mm，密度為2.55g/cm³，料塊直徑較擠壓機料筒直徑小10mm。

所述擠壓機模具溫度為500℃，擠壓機料筒溫度為420℃，擠壓比為10：1。

實施例2

添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產高強型材的方法，是由以下步驟組成的：

1)取鋁合金屑和二硼化鈦粉末，球磨機內球磨，得初料；

2)將初料加至金屬屑餅機中壓制成圓柱形的鋁合金料塊；

3)將鋁合金料塊放至預熱爐中，以18℃/min的速度預熱至500℃；

4)將預熱后的鋁合金料塊置于擠壓機中，墩粗排氣，以10m/min的速度擠壓成型，制得高強型材。

所述二硼化鈦粉末的加入量為鋁合金屑重量的0.5％。

所述二硼化鈦粉末的粒徑≤0.5μm，其中粒徑0.2μm的粉末占80％。

所述球磨時間為4min。

所述鋁合金料塊的高度為80mm，密度為2.60g/cm³，料塊直徑較擠壓機料筒直徑小13mm。

所述擠壓機模具溫度為490℃，擠壓機料筒溫度為400℃，擠壓比為50：1。

實施例3

添加二硼化鈦粉末擠壓鋁合金屑生產高強型材的方法，是由以下步驟組成的：

1)取鋁合金屑和二硼化鈦粉末，球磨機內球磨，得初料；

2)將初料加至金屬屑餅機中壓制成圓柱形的鋁合金料塊；

3)將鋁合金料塊放至預熱爐中，以25℃/min的速度預熱至480℃；

4)將預熱后的鋁合金料塊置于擠壓機中，墩粗排氣，以12m/min的速度擠壓成型，制得高強型材。

所述二硼化鈦粉末的加入量為鋁合金屑重量的1％。

所述二硼化鈦粉末的粒徑≤0.5μm，其中粒徑0.1μm的粉末占80％。

所述球磨時間為5min。

所述鋁合金料塊的高度為50mm，密度為2.60g/cm³，料塊直徑較擠壓機料筒直徑小15mm。

所述擠壓機模具溫度為480℃，擠壓機料筒溫度為380℃，擠壓比為100：1。

性能測試

按照實施例1-3的方法加工成直徑為6mm的標準拉伸高強型材試樣，與空白對照組(6063型鋁合金)進行比較，根據GB/T228-2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》測試室溫性能，結果如表1所示：

表1性能測試結果

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。