一种具有高强度优良切屑性能的铝合金及其制备方法

摘要

本发明涉及一种具有高强度优良切屑性能的铝合金及其制备方法，属于合金技术领域。其将铝锭熔化后经过扒渣，配合金、精炼、静置、铸造、均质化、挤压和人工时效得到产品具有高强度优良切屑性能的铝合金。本发明通过合金成分配比和生产工艺控制等手段，使该合金棒材的机械性能可达抗拉强度≥280MPa，规定非比例延伸强度≥250MPa，延伸率A≥10%，HV硬度可达98~108，大大提高了材料的切屑性能。

主权项

一种具有高强度优良切屑性能的铝合金的制备方法，其特征是按质量百分比计步骤如下：（1）熔化：将铝锭投入炉内加温至720~760℃，使其熔化；（2）扒渣：温度在710~760℃时用将打渣剂均匀的洒入炉内并充分搅拌5~10min，用耙子将铝液表面浮渣扒除；打渣剂的加入量是每吨0.3kg；（3）配合金：熔体温度730~760℃时，以配合金后的熔体混合液总质量为100%计，加入Cu 0.05%~0.1%、Si 0.55%~0.6%、Mn 0.02%~0.05%、Fe 0.2%~0.25%、Ti 0.02%~0.04%、Bi 0.02%~0.05%，以上合金加入顺序不分先后，最后使用合金添加装置将Mg 0.55%~0.62%加入并使Mg沉底；加入合金后搅拌10~15min使熔体内各成份均匀混合；（4）精炼：熔体温度720~740℃时采用高纯氩气喷粉精炼，精炼时间为40~50min，喷粉精炼剂用量为1.5~2公斤/吨铝；精炼完后将液面浮渣扒除；（5）静置：精炼后熔体静置20分钟；（6）铸造：熔体温度为720~760℃时浇铸成铸锭备用；浇铸过程中加入铝钛硼线对铸锭晶粒细化，加入速度为2~3m/min；在浇铸流槽上在线精炼，精炼时通入高纯氩气，最后采用双层陶瓷过滤板过滤进一步净化熔体，最后得到铸锭；（7）均质化：将步骤（6）得到的铸锭加温到560~580℃，保温8~10h，后进入冷却室采用喷雾冷却，得到均质后铸锭；（8）挤压：将挤压模具加热，加热温度470~490℃，铸锭加热至460~520℃进入挤压筒挤压，挤压筒预热温度390~440℃；在挤出口，所得物料直接进入水槽，利用挤压余热淬火得到棒料；（9）人工时效：将步骤（8）挤压所得棒料进行人工时效处理，时效温度165~185℃，保温8h，空气冷却，最终得到成品具有高强度优良切屑性能的铝合金；所述步骤（4）和步骤（6）精炼时通入高纯氩气，氩气含量99.7%以上；所述步骤（6）加入的铝钛硼线为Al₅Ti₁B铝钛硼线；步骤（6）所述双层陶瓷为30PPi和50PPi双层陶瓷；所述合金添加装置为带有伸长臂的铁笼装置，将需要加入的合金添加剂装进铁笼，控制伸长臂将装有合金添加剂的铁笼压入到铝熔液中，防止低熔点轻密度的合金在铝熔液表面烧损，提高合金元素的配比准确性与均匀性。