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CN109055828A - 一种高强度环保型铝合金复合材料 - Google Patents

一种高强度环保型铝合金复合材料 Download PDF

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CN109055828A CN201810911036.3A CN201810911036A CN109055828A CN 109055828 A CN109055828 A CN 109055828A CN 201810911036 A CN201810911036 A CN 201810911036A CN 109055828 A CN109055828 A CN 109055828A
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许张超
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Anhui Chen Hang New Material Technology Co ltd
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Anhui Chen Hang New Material Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种高强度环保型铝合金复合材料,制备原料按重量占比包括0.5‑5%Mn、0.1‑1%Fe、0.02‑0.2%Si、0.005‑0.02Ti、0.003‑0.01%Tl、0.002‑0.008%Tc、0.001‑0.005%Ce,余量为Al和不可避免的杂质。本发明的优点在于制成的铝合金材料抗拉强度普遍大于700MPa,屈服强度普遍大于650MPa,并且延伸率可保持在9.0%以上。另外,没有使用生物毒性显著的重金属,不会对环境造成污染,也不会影响人体健康。

Description

一种高强度环保型铝合金复合材料
技术领域
本发明涉及铝合金材料技术领域,具体涉及一种高强度环保型铝合金复合材料。
背景技术
铝合金是以铝为基体元素的合金,具有密度低、比强度高、塑性好、导电性和导热性好、耐腐蚀性能优异的特点,从而在航天、航空、汽车等领域得到了广泛应用。常见的合金元素有铜、锰、镁、镉、铅、铬等。但是现有的铝合金强度普遍较低低,同时含有的镉、铅、铬等元素均属于生物毒性显著的重金属,这些重金属很难被分解,容易对环境造成污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度环保型铝合金复合材料,其解决了传统铝合金材料强度偏低和容易造成环境污染的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种高强度环保型铝合金复合材料,制备原料按重量占比包括0.5-5%Mn、0.1-1%Fe、0.02-0.2%Si、0.005-0.02Ti、0.003-0.01%Tl、0.002-0.008%Tc、0.001-0.005%Ce,余量为Al和不可避免的杂质,其通过以下方法制备而成:
(1)将Al锭、Mn锭、Fe锭、Al-Si或Mn-Si或Fe-Si中间合金预热到250-300℃;
(2)然后将Al锭、Mn锭、Fe锭加入到熔炉中,并在保护气体气氛中熔化,熔化后在500-550℃保温1h,再升温至660-700℃;
(3)再将Al-Ti或Mn-Ti或Fe-Ti中间合金、Al-Tl或Mn-Tl或Fe-Tl中间合金、Al-Tc或Mn-Tc或Fe-Tc中间合金、Al-Ce或Mn-Ce或Fe-Ce中间合金加入到加入到熔炉中,熔化后将温度升到660-700℃,保温0.5h;
(4)加入电气石粉,搅拌均匀后静置,然后捞渣,得到初级铝合金液;
(5)将铝合金液转移到650-700℃恒温的精炼炉中,通保护气体,静置1h后浇铸成铸锭,并置于0.8-1.0MPa的压强中,静置24h,得到初级成品;
(6)将初级成品所处的压强调至0.6-0.8MPa,静置2h;
(7)将初级成品所处的压强调至0.3-0.5MPa,静置2h;
(8)将初级成品所处的压强调至0.1MPa,静置2h;
(9)对初级成品进行表面处理,获得最终产品。
进一步改进在于,所述制备原料按重量占比包括3%Mn、0.5%Fe、0.1%Si、0.01Ti、0.006%Tl、0.004%Tc、0.003%Ce,余量为Al和不可避免的杂质,且杂质含量小于0.1%。
进一步改进在于,所述保护气体为氩气或氦气。
进一步改进在于,步骤(5)具体的操作为置于0.8MPa的压强中。
进一步改进在于,步骤(6)将初级成品所处的压强调至为0.7MPa。
进一步改进在于,步骤(7)将初级成品所处的压强调至为0.4MPa。
本发明的有益效果在于:制成的铝合金材料抗拉强度普遍大于700MPa,屈服强度普遍大于650MPa,并且延伸率可保持在9.0%以上。另外,没有使用生物毒性显著的重金属,不会对环境造成污染,也不会影响人体健康。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种高强度环保型铝合金复合材料,制备原料按重量占比包括0.5%Mn、0.1%Fe、0.02%Si、0.005Ti、0.003%Tl、0.002%Tc、0.001%Ce,余量为Al和不可避免的杂质,杂质含量小于0.1%。
其通过以下方法制备而成:
(1)将Al锭、Mn锭、Fe锭、Al-Si中间合金预热到250℃;
(2)然后将Al锭、Mn锭、Fe锭加入到熔炉中,并在氩气气氛中熔化,熔化后在500℃保温1h,再升温至660℃;
(3)再将Al-Ti中间合金、Al-Tl中间合金、Al-Tc中间合金、Al-Ce中间合金加入到加入到熔炉中,熔化后将温度升到660℃,保温0.5h;
(4)加入电气石粉,搅拌均匀后静置,然后捞渣,得到初级铝合金液;
(5)将铝合金液转移到650℃恒温的精炼炉中,通氩气,静置1h后浇铸成铸锭,并置于0.8MPa的压强中,静置24h,得到初级成品;
(6)将初级成品所处的压强调至0.7MPa,静置2h;
(7)将初级成品所处的压强调至0.4MPa,静置2h;
(8)将初级成品所处的压强调至0.1MPa,静置2h;
(9)对初级成品进行表面处理,获得最终产品。
实施例2
一种高强度环保型铝合金复合材料,制备原料按重量占比包括3%Mn、0.5%Fe、0.1%Si、0.01Ti、0.006%Tl、0.004%Tc、0.003%Ce,余量为Al和不可避免的杂质,且杂质含量小于0.1%。
其通过以下方法制备而成:
(1)将Al锭、Mn锭、Fe锭、Mn-Si中间合金预热到280℃;
(2)然后将Al锭、Mn锭、Fe锭加入到熔炉中,并在氩气气氛中熔化,熔化后在520℃保温1h,再升温至680℃;
(3)再将Mn-Ti中间合金、Mn-Tl中间合金、Mn-Tc中间合金、Mn-Ce中间合金加入到加入到熔炉中,熔化后将温度升到680℃,保温0.5h;
(4)加入电气石粉,搅拌均匀后静置,然后捞渣,得到初级铝合金液;
(5)将铝合金液转移到680℃恒温的精炼炉中,通氩气,静置1h后浇铸成铸锭,并置于0.8MPa的压强中,静置24h,得到初级成品;
(6)将初级成品所处的压强调至0.7MPa,静置2h;
(7)将初级成品所处的压强调至0.4MPa,静置2h;
(8)将初级成品所处的压强调至0.1MPa,静置2h;
(9)对初级成品进行表面处理,获得最终产品。
实施例3
一种高强度环保型铝合金复合材料,制备原料按重量占比包括5%Mn、1%Fe、0.2%Si、0.02Ti、0.01%Tl、0.008%Tc、0.005%Ce,余量为Al和不可避免的杂质。且杂质含量小于0.1%。
其通过以下方法制备而成:
(1)将Al锭、Mn锭、Fe锭、Fe-Si中间合金预热到300℃;
(2)然后将Al锭、Mn锭、Fe锭加入到熔炉中,并在氩气气氛中熔化,熔化后在550℃保温1h,再升温至700℃;
(3)再将Fe-Ti中间合金、Fe-Tl中间合金、Fe-Tc中间合金、Fe-Ce中间合金加入到加入到熔炉中,熔化后将温度升到700℃,保温0.5h;
(4)加入电气石粉,搅拌均匀后静置,然后捞渣,得到初级铝合金液;
(5)将铝合金液转移到700℃恒温的精炼炉中,通氩气,静置1h后浇铸成铸锭,并置于0.8MPa的压强中,静置24h,得到初级成品;
(6)将初级成品所处的压强调至0.7MPa,静置2h;
(7)将初级成品所处的压强调至0.4MPa,静置2h;
(8)将初级成品所处的压强调至0.1MPa,静置2h;
(9)对初级成品进行表面处理,获得最终产品。
对实施1、实施例2和实施3分别作性能检测实验,包括抗拉伸强度、屈服强度和延伸率,并制得下表:
抗拉伸强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(%)
实施例1 715 654 9.1
实施例2 729 672 9.2
实施例3 708 661 9.5
从上表可以看出,制成的铝合金材料抗拉强度普遍大于700MPa,屈服强度普遍大于650MPa,并且延伸率可保持在9.0%以上。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高强度环保型铝合金复合材料,其特征在于:制备原料按重量占比包括0.5-5%Mn、0.1-1%Fe、0.02-0.2%Si、0.005-0.02Ti、0.003-0.01%Tl、0.002-0.008%Tc、0.001-0.005%Ce,余量为Al和不可避免的杂质,其通过以下方法制备而成:
(1)将Al锭、Mn锭、Fe锭、Al-Si或Mn-Si或Fe-Si中间合金预热到250-300℃;
(2)然后将Al锭、Mn锭、Fe锭加入到熔炉中,并在保护气体气氛中熔化,熔化后在500-550℃保温1h,再升温至660-700℃;
(3)再将Al-Ti或Mn-Ti或Fe-Ti中间合金、Al-Tl或Mn-Tl或Fe-Tl中间合金、Al-Tc或Mn-Tc或Fe-Tc中间合金、Al-Ce或Mn-Ce或Fe-Ce中间合金加入到加入到熔炉中,熔化后将温度升到660-700℃,保温0.5h;
(4)加入电气石粉,搅拌均匀后静置,然后捞渣,得到初级铝合金液;
(5)将铝合金液转移到650-700℃恒温的精炼炉中,通保护气体,静置1h后浇铸成铸锭,并置于0.8-1.0MPa的压强中,静置24h,得到初级成品;
(6)将初级成品所处的压强调至0.6-0.8MPa,静置2h;
(7)将初级成品所处的压强调至0.3-0.5MPa,静置2h;
(8)将初级成品所处的压强调至0.1MPa,静置2h;
(9)对初级成品进行表面处理,获得最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种高强度环保型铝合金复合材料,其特征在于:所述制备原料按重量占比包括3%Mn、0.5%Fe、0.1%Si、0.01Ti、0.006%Tl、0.004%Tc、0.003%Ce,余量为Al和不可避免的杂质,且杂质含量小于0.1%。
3.根据权利要求1所述的一种高强度环保型铝合金复合材料,其特征在于:所述保护气体为氩气或氦气。
4.根据权利要求1所述的一种高强度环保型铝合金复合材料,其特征在于:步骤(5)具体的操作为置于0.8MPa的压强中。
5.根据权利要求1所述的一种高强度环保型铝合金复合材料,其特征在于:步骤(6)将初级成品所处的压强调至为0.7MPa。
6.根据权利要求1所述的一种高强度环保型铝合金复合材料,其特征在于:步骤(7)将初级成品所处的压强调至为0.4MPa。
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