切函數(shù)關(guān)系。
[0039] 實(shí)施例4
[0040]Sl:熔煉，根據(jù)其組成成分稱(chēng)取各原料，將鋁錠加入熔煉爐中并加熱至720°C使之 完全熔化后，按熔點(diǎn)從高到低的順序依次加入其它各原料，待其它各原料完全熔化后，各原 料添加后完全熔化后，均進(jìn)行除渣操作，在700°C保溫40min，得到合金熔體，并進(jìn)行澆注， 待合金熔體凝固后開(kāi)模，并將鑄錠空冷至室溫；合金熔體凝固過(guò)程中，通過(guò)敲擊模具，對(duì)合 金熔體進(jìn)行振動(dòng)，各原料熔化過(guò)程在密封空間中進(jìn)行；
[0041]S2:均勻化，將Sl中得到的鑄錠放置于410°C的保溫爐中，并在410°C下保溫25h， 保溫完成后保溫爐冷至300°C后，空冷至室溫；
[0042]S3:固溶，將S2中得到的鑄錠放置于470°C的保溫爐中，并在470°C下保溫2h后， 以30°C/h的速度將溫度從470°C升至480°C，并在480°C保溫30min后，將鑄錠從保溫爐轉(zhuǎn) 移到淬火爐中，水冷至室溫，其中從保溫爐中將鑄錠轉(zhuǎn)移至淬火爐中的時(shí)間小于5s;
[0043]S4:時(shí)效，將S3中水冷至室溫的鑄錠除去表面水珠后，從淬火中取出并放入KKTC 保溫爐中，其中，從淬火爐中轉(zhuǎn)移至保溫爐中的時(shí)間小于30s;將保溫爐溫度以20°C/h的 平均速度升溫至170°C后，將保溫爐溫度以30°C/h的平均速度降溫至120°C，并在120°C下 保溫18h，將鑄錠從保溫爐轉(zhuǎn)移到淬火爐中水冷至室溫，獲得所述鋁合金材料，其中，鑄錠從 KKTC升溫至170°C的過(guò)程中，隨溫度的升高，升溫速率增大，且升溫速率與時(shí)間成正切函數(shù) 關(guān)系，鑄錠從170°C降溫至120°C的過(guò)程中，隨溫度的降低，降溫速率減小，且降溫速率與時(shí) 間成余切函數(shù)關(guān)系。
[0044] 實(shí)施例5
[0045]Sl:熔煉，根據(jù)其組成成分稱(chēng)取各原料，將鋁錠加入熔煉爐中并加熱至730°C使之 完全熔化后，按熔點(diǎn)從高到低的順序依次加入其它各原料，待其它各原料完全熔化后，各原 料添加后完全熔化后，均進(jìn)行除渣操作，在700°C保溫40min，得到合金熔體，并進(jìn)行澆注， 待合金熔體凝固后開(kāi)模，并將鑄錠空冷至室溫；合金熔體凝固過(guò)程中，通過(guò)敲擊模具，對(duì)合 金熔體進(jìn)行振動(dòng)，各原料熔化過(guò)程在密封空間中進(jìn)行；
[0046]S2:均勻化，將Sl中得到的鑄錠放置于420°C的保溫爐中，并在420°C下保溫24h， 保溫完成后保溫爐冷至300°C后，空冷至室溫；
[0047]S3:固溶，將S2中得到的鑄錠放置于470°C的保溫爐中，并在470°C下保溫2h后， 以30°C/h的速度將溫度從470°C升至480°C，并在480°C保溫30min后，將鑄錠從保溫爐轉(zhuǎn) 移到淬火爐中，水冷至室溫，其中從保溫爐中將鑄錠轉(zhuǎn)移至淬火爐中的時(shí)間小于5s;
[0048]S4:時(shí)效，將S3中水冷至室溫的鑄錠除去表面水珠后，從淬火中取出并放入KKTC 保溫爐中，其中，從淬火爐中轉(zhuǎn)移至保溫爐中的時(shí)間小于30s;將保溫爐溫度以20°C/h的 平均速度升溫至170°C后，將保溫爐溫度以30°C/h的平均速度降溫至120°C，并在120°C下 保溫18h，將鑄錠從保溫爐轉(zhuǎn)移到淬火爐中水冷至室溫，獲得所述鋁合金材料，其中，鑄錠從 KKTC升溫至170°C的過(guò)程中，隨溫度的升高，升溫速率增大，且升溫速率與時(shí)間成正切函數(shù) 關(guān)系，鑄錠從170°C降溫至120°C的過(guò)程中，隨溫度的降低，降溫速率減小，且降溫速率與時(shí) 間成余切函數(shù)關(guān)系。
[0049] 實(shí)施例6
[0050]Sl:熔煉，根據(jù)其組成成分稱(chēng)取各原料，將鋁錠加入熔煉爐中并加熱至750°C使之 完全熔化后，按熔點(diǎn)從高到低的順序依次加入其它各原料，待其它各原料完全熔化后，各原 料添加后完全熔化后，均進(jìn)行除渣操作，在700°C保溫40min，得到合金熔體，并進(jìn)行澆注， 待合金熔體凝固后開(kāi)模，并將鑄錠空冷至室溫；合金熔體凝固過(guò)程中，通過(guò)敲擊模具，對(duì)合 金熔體進(jìn)行振動(dòng)，各原料熔化過(guò)程在密封空間中進(jìn)行；
[0051]S2:均勻化，將Sl中得到的鑄錠放置于420°C的保溫爐中，并在420°C下保溫24h， 保溫完成后保溫爐冷至300°C后，空冷至室溫；
[0052]S3:固溶，將S2中得到的鑄錠放置于470°C的保溫爐中，并在470°C下保溫2h后， 以30°C/h的速度將溫度從470°C升至480°C，并在480°C保溫30min后，將鑄錠從保溫爐轉(zhuǎn) 移到淬火爐中，水冷至室溫，其中從保溫爐中將鑄錠轉(zhuǎn)移至淬火爐中的時(shí)間小于5s;
[0053]S4:時(shí)效，將S3中水冷至室溫的鑄錠除去表面水珠后，從淬火中取出并放入KKTC 保溫爐中，其中，從淬火爐中轉(zhuǎn)移至保溫爐中的時(shí)間小于30s;將保溫爐溫度以20°C/h的 平均速度升溫至170°C后，將保溫爐溫度以30°C/h的平均速度降溫至120°C，并在120°C下 保溫16h，將鑄錠從保溫爐轉(zhuǎn)移到淬火爐中水冷至室溫，獲得所述鋁合金材料，其中，鑄錠從 KKTC升溫至170°C的過(guò)程中，隨溫度的升高，升溫速率增大，且升溫速率與時(shí)間成正切函數(shù) 關(guān)系，鑄錠從170°C降溫至120°C的過(guò)程中，隨溫度的降低，降溫速率減小，且降溫速率與時(shí) 間成余切函數(shù)關(guān)系。
[0054] 在實(shí)施例1-6中，鐵元素與硅元素為非添加元素，其主要來(lái)源于熔煉過(guò)程中模具 使用不可避免的引入；通過(guò)步驟S1，熔煉過(guò)程中工藝的控制使得各元素融合良好，在合金 熔體凝固過(guò)程中敲擊模具，可以起到細(xì)化晶粒的作用；均勻化處理中，在400°C以上保溫超 過(guò)20h，可以消除鑄錠晶界上的非平衡凝固共晶組織，爐冷至300°C后空冷至室溫，可以充 分利用熱能并鞏固均勻化成果；固溶處理中，采用雙級(jí)固溶制度，在470°C保溫2h，這一階 段可以促進(jìn)合金回復(fù)，抑制了再結(jié)晶的發(fā)生和亞晶的長(zhǎng)大，使合金具有良好的晶粒尺寸和 結(jié)構(gòu)，接著以30°C/h的速度將溫度從470°C升至480°C，并在480°C保溫30min，這一階段， 可以充分溶解粗大AIZnMgCu、A12CuMg等初生第二相，使得AIZnMgCu、A12CuMg等初生第二 相充分融入基體，有利于后續(xù)時(shí)效處理中，析出細(xì)小彌散的強(qiáng)化相，從而提升合金的強(qiáng)度和 韌性；時(shí)效處理中，采用了升溫-降溫的方式進(jìn)行時(shí)效，一方面可以增強(qiáng)工藝的可控性，降 低合金的各向異性，另一方面，充分利用了晶內(nèi)和晶界強(qiáng)化相析出長(zhǎng)大的不同步性，可以對(duì) 晶內(nèi)晶界處強(qiáng)化相的分布形態(tài)進(jìn)行更好的控制，從而調(diào)整強(qiáng)度、韌性的匹配度和同步性。
[0055] 實(shí)施例1-6中，重復(fù)測(cè)試五組所述鋁合金材料的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、硬度以及延 伸率，所得平均數(shù)據(jù)以及鋁合金材料7075-T651的參數(shù)值列于表2中。
[0056] 表2實(shí)施例1-6與典型的鋁合金材料7075-T651機(jī)械性能參數(shù)
[0057]
[0058] 由上述表1中實(shí)施例1-6與典型鋁合金材料7075-T651拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、硬度 和延伸率的測(cè)試數(shù)據(jù)可知，無(wú)論單一性能還是綜合性能，本發(fā)明中所述的鋁合金材料均優(yōu) 于典型的鋁合金材料7075-T651，可以滿(mǎn)足球棒重量輕、韌性好、擊球遠(yuǎn)的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁合金材料，用于制作球棒，其特征在于，其組成成分按重量百分比包括： Si:0.05 % ,Fe:0.08-0. 15 % ,Cu:2. 0-2.2 % ,Mn:0.05 % ,Mg:2. 3-2.8 % ,Cr:0.01 %, Zn: 7. 2-7. 8%，Ti :0.06-0. 08% ,Zr: 0? 12-0. 15%，余量為 Al,并按照以下步驟制備得到： 51 :熔煉，根據(jù)其組成成分稱(chēng)取各原料，將鋁錠加入熔煉爐中并加熱至700-75(TC使之 完全熔化后，按熔點(diǎn)從高到低的順序依次加入其它各原料，待其它各原料完全熔化后，在 680-720°C保溫30min-2h，得到合金熔體，并進(jìn)行澆注，待合金熔體凝固后開(kāi)模，并將鑄錠空 冷至室溫；各原料熔化過(guò)程在密封空間中進(jìn)行； 52 :均勻化，將Sl中得到的鑄錠放置于400-420°C的保溫爐中，并在400-420°C下保溫 2〇-30h，保溫完成后保溫爐冷至300 C后，空冷至室溫； 53 :固溶，將S2中得到的鑄錠放置于470°C的保溫爐中，并在470°C下保溫2h后，以 30°C /h的速度將溫度從470°C升至480°C，并在480°C保溫30min后，將鑄錠從保溫爐轉(zhuǎn)移 到淬火爐中，水冷至室溫，其中從保溫爐中將鑄錠轉(zhuǎn)移至淬火爐中的時(shí)間小于5s ; 54 :時(shí)效，將S3中水冷至室溫的鑄錠除去表面水珠后，從淬火中取出并放入KKTC保溫 爐中，其中，從淬火爐中轉(zhuǎn)移至保溫爐中的時(shí)間小于30s ;將保溫爐溫度以20°C /h的平均 速度升溫至170°C后，將保溫爐溫度以30°C /h的平均速度降溫至120°C，并在120°C下保溫 16-20h，將鑄錠從保溫爐轉(zhuǎn)移到淬火爐中水冷至室溫，獲得所述鋁合金材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于，其組成成分中，Zn與Mg的摩爾比 為（I. 1-1. 3) :1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于，在步驟S4中，鑄錠從KKTC升溫至 170°C的過(guò)程中，隨溫度的升高，升溫速率增大，且升溫速率與時(shí)間成正切函數(shù)關(guān)系。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于，在步驟S4中，鑄錠從170°C降溫至 120°C的過(guò)程中，隨溫度的降低，降溫速率減小，且降溫速率與時(shí)間成余切函數(shù)關(guān)系。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于，在步驟Sl中，合金熔體凝固過(guò)程 中,對(duì)合金熔體進(jìn)行振動(dòng)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于，在步驟Sl中，各原料添加后完全熔 化后，均進(jìn)行除漁操作。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于，其組成成分按重量百分比為 Si:0. 05%,Fe:0. 12%,Cu:2. l%,Mn:0. 05%,Mg:2. 4%,Cr:0. 01%,Zn:7. 8%,Ti:0. 08%, Zr:0. 15%，余量為 Al。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁合金材料，所述鋁合金材料組成成分按重量百分比包含：Si：0.05％，F(xiàn)e：0.08-0.15％，Cu：2.0-2.2％，Mn：0.05％，Mg：2.3-2.8％，Cr：0.01％，Zn：7.2-7.8％，Ti：0.06-0.08％，Zr：0.12-0.15％，余量為Al。本發(fā)明中所述鋁合金材料，通過(guò)增加其組成中鋅的含量，有效改善了鋁合金材料的強(qiáng)度和硬度；通過(guò)提高鋁合金材料中鈦的含量，細(xì)化了晶粒，抑制了脆性，克服了現(xiàn)存鋁合金材料韌性差的缺點(diǎn)，通過(guò)對(duì)熔煉和熱處理工藝的改進(jìn)，有效實(shí)現(xiàn)了鋁合金材料綜合性能的改善，能夠滿(mǎn)足現(xiàn)代科技發(fā)展對(duì)鋁合金材料高載荷、輕質(zhì)化和韌性好的要求，應(yīng)用于球棒方面具有重量輕、韌性好和擊球遠(yuǎn)的特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】C22C1/02, C22F1/053, C22C21/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105088031
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410191467
【發(fā)明人】周良正
【申請(qǐng)人】天長(zhǎng)市正牧鋁業(yè)科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2014年5月7日