一種高性能鋁合金殼體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能鋁合金殼體，其特征在于：所述殼體包括殼體基層以及鍍在殼體內(nèi)外表面的功能材料；所述基層按重量百分比計包括由以下組分組成：Si：2.6％～4.2％；Fe：0.85％～1.5％；Mg：1.3％～2.1％；W：0.2％～0.8％；Zn：0.1％～0.5％；Mn：0.1％～0.5％；Sn：0.08％～0.3％；Pr:0.1～0.2％；余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明提供的高性能鋁合金殼體表面均勻光滑，無冷隔和裂紋。
【專利說明】
一種高性能鋁合金殼體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及材料物理領(lǐng)域，具體涉及一種高性能鋁合金殼體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]尾罩殼體是導(dǎo)彈尾部的保護(hù)性零部件，其選用的是高性能鑄造鋁合金，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸較大，精度要求高，同時由于是航天產(chǎn)品關(guān)鍵件，對產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量要求較高，性能要求高于國家標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中殼體原采用砂型重力鑄造，由于對該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的了解不足以及所采用的鑄造工藝存在不足，導(dǎo)致鑄件表面質(zhì)量、內(nèi)部冶金質(zhì)量以及性能合格率較低，具體表現(xiàn)為產(chǎn)品表面易出現(xiàn)冷隔，裂紋以及強(qiáng)度和延伸率不足等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重影響尾罩殼體生產(chǎn)，急需進(jìn)行改進(jìn)和完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種高性能鋁合金殼體及其制備方法。
[0005]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種高性能鋁合金殼體，所述殼體包括殼體基層以及鍍在殼體內(nèi)外表面的功能材料;所述基層按重量百分比計包括由以下組分組成:S1:2.6%?4.2% ;Fe:0.85%?1.5% ;Mg: 1.3%?2.1% ;W:0.2%?0.8% ;Ζη:0.1%?
0.5%;Mn:0.1%?0.5%;Sn:0.08%?0.3% ;Pr: 0.I?0.2% ;余量為Al和不可避免的雜質(zhì);所述功能材料的化學(xué)式由Al1-X YMBizSb1-z)2-X-ySe表示，其中0〈x彡0.04，0.05彡y彡
0.1，0.1<2<0.3，且2:1<2 3<4:1。
[0006]進(jìn)一步地，所述不可避免的雜質(zhì)為Sr、T1、B。
[0007]進(jìn)一步地，所述鍍在殼體內(nèi)外表面的功能材料的厚度為0.l_30mm。。
[0008]進(jìn)一步地，所述鍍在殼體內(nèi)外表面的功能材料的厚度為l-10mm。
[0009]上述高性能招合金殼體的制備方法，其制備步驟包括如下:
[0010]I)殼體基層的制備:按重量百分比稱取相應(yīng)組分組成融熔鋁合金，然后進(jìn)行融熔鋁合金鑄造，進(jìn)行合金精煉，精煉后將合金注入鑄模，進(jìn)行連續(xù)鑄造法進(jìn)行鑄造；
[0011 ] 2)將殼體基層放在氬氣氛圍中200-300 °C灼燒I至2小時;保溫，除氣；然后將殼體基底轉(zhuǎn)入生長室，同時準(zhǔn)備Al、Yb、B1、Sb、Se粉末，將Al、Yb、B1、Sb、Se粉末進(jìn)行研磨，超聲振蕩加熱成霧化粉粒;然后將霧化的粉末流向生長室中，控制其流量，在真空環(huán)境下，在基底殼體上長出Al1-X YbjBizSb^htySe鍍層，整個過程保持殼體基層的溫度為120-230°C范圍內(nèi)；最后冷卻。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟(I)中鑄造中注入鑄模的流速為10米/秒。
[0013]優(yōu)選地，所述基層與功能層的重量比為(350?600):1。
[0014]有益效果:本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有以下優(yōu)勢:
[0015]本發(fā)明提供的高性能鋁合金殼體由于功能層的存在以及功能層與基層的結(jié)合工藝，其基層通過特殊的研磨超聲霧化真空工藝，使得殼體的基層與功能層結(jié)合緊密，表面均勻光滑，無冷隔和裂紋，并且功能材料中的Yb、Bi降低了Fe的有害作用，大幅提高合金的延伸率;Fe與Al形成FeAl 2彌散強(qiáng)化相，提高合金強(qiáng)度;Sb、Se與基體材料結(jié)合提高合金力學(xué)性能;整個殼體的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率大大提升。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0017]以下實施例的制備方法均采用同一方法制備，即:
[0018]I)殼體基層的制備:按重量百分比稱取相應(yīng)組分組成融熔鋁合金，然后進(jìn)行融熔鋁合金鑄造，進(jìn)行合金精煉，精煉后將合金注入鑄模，進(jìn)行連續(xù)鑄造法進(jìn)行鑄造；
[0019]2)將殼體基層放在氬氣氛圍中200-300 °C灼燒I至2小時;保溫，除氣；然后將殼體基底轉(zhuǎn)入生長室，同時準(zhǔn)備Al、Yb、B1、Sb、Se粉末，將Al、Yb、B1、Sb、Se粉末進(jìn)行研磨，超聲振蕩加熱成霧化粉粒;然后將霧化的粉末流向生長室中，控制其流量，在真空環(huán)境下，在基底殼體上長出Al1-X Yby(BizSb1-Z)2IySe鍍層，整個過程保持殼體基層的溫度為120-230°C范圍內(nèi)；最后冷卻。中0〈x彡0.04，0.05彡y彡0.1，0.1彡2彡0.3，且2:1彡2:7彡4:1。
[0020]實施例1
[0021]—種高性能鋁合金殼體，所述基層按重量百分比計包括由以下組分組成:S1:2.6%；Fe:1.5%；Mg:2.1%；ff:0.8%；Zn:0.5%；Mn:0.5%；Sn:0.3% ;Pr:0.1?0.2% ;余量為Al和不可避免的雜質(zhì);所述功能材料的化學(xué)式由Al0.96Yb0.l(Bit).2Sb0.8)1.86Se表示?；鶎优c功能層的重量比為350:1。
[0022]本實施例制備的產(chǎn)品，其表面均勻光滑，無冷隔和裂紋，抗拉強(qiáng)度由原來的235MPa?245MPa提高至300MPa以上，屈服強(qiáng)度由原來的200MPa?215MPa提高至250MPa，延伸率由原來的10%提升到28 %。
[0023]實施例2
[0024]—種高性能鋁合金殼體，所述基層按重量百分比計包括由以下組分組成:S1:4.2% ；Fe:0.85% ；Mg: 1.3% ；ff:0.2% ；Zn: 0.1 % ；Μη:0.1 % ； Sn: 0.08% ；Pr: 0.1 量為 Al和不可避免的雜質(zhì);所述功能材料的化學(xué)式由Al0.98Yb0.()5(Bi().1Sb().9)1.93Se表示。基層與功能層的重量比為600:1
[0025]本實施例制備的產(chǎn)品，其表面均勻光滑，無冷隔和裂紋，抗拉強(qiáng)度由原來的235MPa?245MPa提高至310MPa以上，屈服強(qiáng)度由原來的200MPa?215MPa提高至260MPa，延伸率由原來的10%提升到26%。。
[0026]實施例3
[0027]—種高性能鋁合金殼體，所述基層按重量百分比計包括由以下組分組成:S1:3.2%；Fe:1.2%；Mg:1.8%；ff:0.6%；Zn:0.4%；Mn:0.4%；Sn:0.2%；Pr:0.15% ;余量為Al和不可避免的雜質(zhì);所述功能材料的化學(xué)式由41().97￥13().()8(13；[().24313().76)1.6836表不?；鶎优c功能層的重量比為550:1。
[0028]本實施例制備的產(chǎn)品，其表面均勻光滑，無冷隔和裂紋，抗拉強(qiáng)度由原來的235MPa?245MPa提高至330MPa，屈服強(qiáng)度由原來的200MPa?215MPa提高至280MPa，延伸率由原來的10%提升到31 %。
[0029]實施例4
[0030]—種高性能鋁合金殼體，所述基層按重量百分比計包括由以下組分組成:S1:3.8%；Fe:1.3%；Mg:1.6%；ff:0.4%；Zn:0.3%；Mn:0.2% ；Sn:0.15% ;Pr:0.18% ;余量為Al和不可避免的雜質(zhì);所述功能材料的化學(xué)式由Al0.98Yb0.05 (B1.1Sb0.9 )1.93Se表示?；鶎优c功能層的重量比為450:1。
[0031]本實施例制備的產(chǎn)品，其表面均勻光滑，無冷隔和裂紋，抗拉強(qiáng)度由原來的235MPa?245MPa提高至330MPa，屈服強(qiáng)度由原來的200MPa?215MPa提高至280MPa，延伸率由原來的10%提升到31 %。
[0032]實施例5
[0033]一種高性能鋁合金殼體，所述基層按重量百分比計包括由以下組分組成:S1:2.8%；Fe:l.l%；Mg:1.7%；ff:0.7%；Zn:0.2% ;Mn:0.3% ;Sn:0.17% ;Pr:0.12% ;余量為Al和不可避免的雜質(zhì);所述功能材料的化學(xué)式由六1().97￥13().()8(13；[().24313().76)1.6836表不。基層與功能層的重量比為580:1。
[0034]本實施例制備的產(chǎn)品，其表面均勻光滑，無冷隔和裂紋，抗拉強(qiáng)度由原來的235MPa?245MPa提高至338MPa，屈服強(qiáng)度由原來的200MPa?215MPa提高至282MPa，延伸率由原來的10%提升到28 %。
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高性能鋁合金殼體，其特征在于:所述殼體包括殼體基層以及鍍在殼體內(nèi)外表面的功能材料；所述基層按重量百分比計包括由以下組分組成:S1:2.6%?4.2% ;Fe:0.85%?1.5% ;Mg:1.3%?2.1% ;W:0.2%?0.8% ;Ζη:0.1%?0.5% ;Μη:0.1%?0.5% ;Sn:0.08%?0.3% ;Pr:0.1?0.2%;余量為Al和不可避免的雜質(zhì)； 所述功能材料的化學(xué)式由Al1-XYMBizSb1-z)2—x—ySe表示，其中0〈x彡0.04，0.05彡y彡0.1，0.1<2<0.3，且2:1<2 3<4:1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金殼體，其特征在于:所述不可避免的雜質(zhì)為Sr、T1、B03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金殼體，其特征在于:所述絕緣基底的厚度為0.1-1 Omnin4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金殼體，其特征在于:所述鍍在殼體內(nèi)外表面的功能材料的厚度為0.1_30mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金殼體，其特征在于:所述鍍在殼體內(nèi)外表面的功能材料的厚度為I 一 10mm。6.—種權(quán)利要求1?5中任一項所述的高性能招合金殼體的制備方法，其特征在于:其制備步驟包括如下: 1)殼體基層的制備:按重量百分比稱取相應(yīng)組分組成融熔鋁合金，然后進(jìn)行融熔鋁合金鑄造，進(jìn)行合金精煉，精煉后將合金注入鑄模，進(jìn)行連續(xù)鑄造法進(jìn)行鑄造； 2)將殼體基層放在氬氣氛圍中200-3000C灼燒I至2小時;保溫，除氣;然后將殼體基底轉(zhuǎn)入生長室，同時準(zhǔn)備Al、Yb、B1、Sb、Se粉末，將Al、Yb、B1、Sb、Se粉末進(jìn)行研磨，超聲振蕩加熱成霧化粉粒;然后將霧化的粉末流向生長室中，控制其流量，在真空環(huán)境下，在基底殼體上長出Ah-xYbXBizSb^htySe鍍層，整個過程保持殼體基層的溫度為120-230°C范圍內(nèi)；最后冷卻。7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的高性能鋁合金殼體的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中鑄造中注入鑄模的流速為1米/秒。8.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的高性能鋁合金殼體的制備方法，其特征在于:所述基層與功能層的重量比為(350?600):1。
【文檔編號】C23C24/08GK106011557SQ201610465246
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】李小龍
【申請人】南京龍超金屬制造科技有限公司