一种液态模锻铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种液态模锻铝合金及其制备方法。液态模锻铝合金所用原材料的组成按质量百分比为：45~50%的废旧汽车铝车轮，25~30%的废旧汽车铝变速箱壳体，10~12%的废旧铝易拉罐，5~8%的废旧铝电线电缆，余量为铝锭。本发明专利技术以废铝为主要原材料，通过优化废铝原材料的组成直接再生高性能的液态模锻铝合金，提高了废铝的使用价值，降低了液态模锻铝合金的生产成本，生产的液态模锻铝合金具有强度高、塑性好的优点，可用于汽车、电子电器、机械装备、航空航天和武器装备等的承载受力结构件，具有广阔的应用前景。

Liquid die forging aluminum alloy and preparation method thereof

The invention discloses a liquid die forging aluminum alloy and a preparation method thereof. Liquid forging Aluminum Alloy by composition of raw materials by weight percentage: scrap car 45~50% aluminum wheels, aluminum scrap car gearbox shell 25~30%, 10~12% scrap aluminum cans, aluminum scrap wire and cable 5~8%, margin for aluminum ingot. The present invention using waste as the main raw materials, through optimizing composition of raw materials scrap direct regeneration liquid forging Aluminum Alloy high performance, improve the scrap value in use, reduce the production cost of liquid forging Aluminum Alloy, has high strength and good plastic liquid forging Aluminum Alloy production, can be used in automobile, electronic electrical and mechanical equipment, aerospace and weapon equipment such as the bearing structure, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金制备领域，具体涉及一种液态模锻铝合金及其制备方法。
技术介绍
液态模锻技术是一种既具有铸造特点，又类似模锻的金属成形工艺，它是将一定量的金属液直接浇注入模具型腔中，在持续机械静压力作用下凝固成形。液态模锻技术可以消除因凝固收缩形成的缩孔，获得晶粒细小均匀、组织致密的高强度零部件。液态模锻技术广泛应用于汽车、电子电器、机械装备、航空航天和武器装备等领域。随着液态模锻技术的发展和广泛应用，对高性能液态模锻铝合金的需求也日益增加。对文献资料检索发现，现有液态模锻铝合金主要是A356、ADC10、ADC12等常规牌号的铝硅合金，这几种合金普遍存在强度低、塑性差的问题。另外，现有技术主要以原生铝为原材料，在熔炼铸造过程中加入硅、铜、镁等合金元素来制备液态模锻铝合金。众所周知，原生铝是由氧化铝电解得到，而氧化铝的电解属于高能耗行业，再加上铝矿资源的开采和氧化铝的生产，导致原生铝的生产需要消耗大量的煤炭资源，同时还会排放大量的二氧化碳、粉尘和固体废弃物，造成严重的环境污染，最终导致液态模锻铝合金的生产较高。我国是铝及铝合金的生产和消费大国，每年会源源不断的产生大量的废铝。利用废铝来再生铝合金，可以显著降低铝合金的生产成本，并减少煤炭资源的消耗以及二氧化碳、粉尘和固体废弃物的排放。但目前我国大部分的废铝主要用于再生低附加值的铸造铝合金，废铝中含有的硅、铜、镁等合金元素并没有得到有效利用，造成资源的巨大浪费。因此，利用废铝直接再生高附加值的高性能液态模锻铝合金，对于提高废铝的使用价值、降低液态模锻铝合金的生产成本都具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题与不足，提供一种液态模锻铝合金及其制备方法，以废铝为主要原材料直接再生高性能的液态模锻铝合金，提高废铝的使用价值，降低液态模锻铝合金的生产成本。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：液态模锻铝合金所用原材料的组成按质量百分比为：45~50%的废旧汽车铝车轮，25~30%的废旧汽车铝变速箱壳体，10~12%的废旧铝易拉罐，5~8%的废旧铝电线电缆，余量为铝锭。所述液态模锻铝合金的制备方法由以下步骤组成：步骤一：将上述废旧汽车铝车轮、废旧汽车铝变速箱壳体、废旧铝易拉罐、废旧铝电线电缆和铝锭在700~780℃加热熔化成铝合金液；步骤二：用原材料总质量百分比为0.2~0.5%的铝钛合金和0.1~0.3%的铝锶合金对铝合金液进行细化变质处理；步骤三：用原材料总质量百分比为0.3~1.5%的精炼剂对铝合金液进行精炼除气除渣处理；步骤四：将铝合金液在温度为680~760℃、压强为60~120MPa条件下液态模锻成铝合金；步骤五：将液态模锻铝合金在465~485℃固溶2~8小时，水淬后在135~155℃时效8~36小时，然后随炉冷却。上述废旧汽车铝车轮的化学成分及质量百分比为：Si6.5~7.5%，Mg0.5~1.2%，Cu≤0.05%，Mn≤0.45%，Fe≤1.5%，Zn≤0.02%，Ti≤0.15%，余量为Al和不可避免的杂质。上述废旧汽车铝变速箱壳体的化学成分及质量百分比为：Si9.5~10.5%，Mg0.6~0.9%，Cu0.2~1.0%，Mn≤1.4%，Fe≤0.6%，Zn≤0.01%，Ti≤0.2%，余量为Al和不可避免的杂质。上述废旧铝易拉罐的化学成分及质量百分比为：Mn0.9~2.5%，Mg≤0.6%，Si≤0.6%，Cu≤0.3%，Fe≤0.8%，Cr≤0.2%，Zn≤0.4%，Ti≤0.1%，余量为Al和不可避免的杂质。上述废旧铝电线电缆的化学成分及质量百分比为：Zr0.5~1.5%，Si≤1.5%，Mg≤1.5%，Cu≤2.5%，Mn≤1.0%，Ti≤0.35%，Zn≤0.5%，Fe≤0.6%，余量为Al和不可避免的杂质。上述铝锭的化学成分及质量百分比为：Si≤0.02%，Mg≤0.02%，Cu≤0.1%，Mn≤0.01%，Zn≤0.05%，Fe≤0.2%，余量为Al和不可避免的杂质。上述铝钛合金的化学成分及质量百分比为：Ti19.5~20.5%，Mg≤0.15%，Si≤0.15%，Cu≤0.1%，Fe≤0.5%，余量为Al和不可避免的杂质。上述铝锶合金的化学成分及质量百分比为：Sr19.5~20.5%，Mg≤0.15%，Si≤0.15%，Cu≤0.1%，Fe≤0.5%，余量为Al和不可避免的杂质。上述精炼剂的成分组成及质量百分比为：NaCl10~11%，Na2CO324~25%，KCl8~9%，MgC1222~23%，Na3AlF65~6%，NaF23~24%，余量为K2CO3。本专利技术以废旧汽车铝车轮、废旧汽车铝变速箱壳体、废旧铝易拉罐和废旧铝电线电缆为主要原材料，通过优化原材料的组成，经细化变质处理后，直接再生高性能的液态模锻铝合金。与现有技术相比，本专利技术提高了废铝的使用价值，降低了液态模锻铝合金的生产成本，生产的液态模锻铝合金具有强度高、塑性好的特点，可用于液态模锻汽车、电子电器、机械装备、航空航天和武器装备等的承载受力结构件，具有广阔的应用前景。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。实施例1液态模锻铝合金的原材料组成按质量百分比为：45%的废旧汽车铝车轮（化学成分及质量百分比为：Si6.8%，Mg0.6%，Cu0.01%，Mn0.4%，Fe1.1%，Zn0.01%，Ti0.1%，余量为Al和不可避免的杂质），25%的废旧汽车铝变速箱壳体（化学成分及质量百分比为：Si9.9%，Mg0.79%，Cu0.5%，Mn1.1%，Fe0.5%，Zn0.01%，Ti0.02%，余量为Al和不可避免的杂质），10%的废旧铝易拉罐（化学成分及质量百分比为：Mn0.9%，Mg0.2%，Si0.3%，Cu0.2%，Fe0.4%，Cr0.2%，Zn0.2%，Ti0.05%，余量为Al和不可避免的杂质），5%的废旧铝电线电缆（化学成分及质量百分比为：Zr0.5%，Si1.1%，Mg0.5%，Cu1.5%，Mn1.0%，Ti0.35%，Zn0.2%，Fe0.4%，余量为Al和不可避免的杂质），15%的铝锭（化学成分及质量百分比为：Si0.01%，Mg0.01%，Cu0.05%，Mn0.01%，Zn0.01%，Fe0.1%，余量为Al和不可避免的杂质）。铝钛合金的化学成分及质量百分比为：Ti19.9%，Mg0.12%，Si0.11%，Cu0.06%，Fe0.4%，余量为Al和不可避免的杂质。铝锶合金的化学成分及质量百分比为：Sr20.1%，Mg0.11%，Si0.12%，Cu0.05%，Fe0.2%，余量为Al和不可避免的杂质。精炼剂的成分组成及质量百分比为：NaCl10.7%，Na2CO324.3%，KCl8.5%，MgC1222.5%，Na3AlF65.8%，NaF23.2%，K2CO35.0%。液态模锻铝合金的制备方法由以下步骤组成：步骤一：将上述废旧汽车铝车轮、废旧汽车铝变速箱壳体、废旧铝易拉罐、废旧铝电线电缆和铝锭在700℃加热熔化成铝合金液；步骤二：用原材料总质量百分比为0.2%的铝钛合金和0.1%的铝锶合金对铝合金液进行细化变质处理；步骤三：用原材料总质量百分比为0.3%的精炼剂对铝合金液进行精炼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液态模锻铝合金，其特征在于所用原材料的组成按质量百分比为：45~50%的废旧汽车铝车轮，25~30%的废旧汽车铝变速箱壳体，10~12%的废旧铝易拉罐，5~8%的废旧铝电线电缆，余量为铝锭；所述废旧汽车铝车轮的化学成分及质量百分比为：Si 6.5~7.5%，Mg 0.5~1.2%，Cu ≤0.05%，Mn ≤0.45%，Fe ≤1.5%，Zn ≤0.02%，Ti ≤0.15%，余量为Al和不可避免的杂质；所述废旧汽车铝变速箱壳体的化学成分及质量百分比为：Si 9.5~10.5%，Mg 0.6~0.9%，Cu 0.2~1.0%，Mn ≤1.4%，Fe ≤0.6%，Zn ≤0.01%，Ti ≤0.2%，余量为Al和不可避免的杂质；所述废旧铝易拉罐的化学成分及质量百分比为：Mn 0.9~2.5%，Mg ≤0.6%，Si ≤0.6%，Cu ≤0.3%，Fe ≤0.8%，Cr ≤0.2%，Zn ≤0.4%，Ti ≤0.1%，余量为Al和不可避免的杂质；所述废旧铝电线电缆的化学成分及质量百分比为：Zr 0.5~1.5%，Si ≤1.5%，Mg ≤1.5%，Cu ≤2.5%，Mn ≤1.0%，Ti ≤0.35%，Zn ≤0.5%，Fe ≤0.6%，余量为Al和不可避免的杂质；所述铝锭的化学成分及质量百分比为：Si ≤0.02%，Mg ≤0.02%，Cu ≤0.1%，Mn ≤0.01%，Zn ≤0.05%，Fe ≤0.2%，余量为Al和不可避免的杂质。...

【技术特征摘要】
1.一种液态模锻铝合金，其特征在于所用原材料的组成按质量百分比为：45~50%的废旧汽车铝车轮，25~30%的废旧汽车铝变速箱壳体，10~12%的废旧铝易拉罐，5~8%的废旧铝电线电缆，余量为铝锭；所述废旧汽车铝车轮的化学成分及质量百分比为：Si6.5~7.5%，Mg0.5~1.2%，Cu≤0.05%，Mn≤0.45%，Fe≤1.5%，Zn≤0.02%，Ti≤0.15%，余量为Al和不可避免的杂质；所述废旧汽车铝变速箱壳体的化学成分及质量百分比为：Si9.5~10.5%，Mg0.6~0.9%，Cu0.2~1.0%，Mn≤1.4%，Fe≤0.6%，Zn≤0.01%，Ti≤0.2%，余量为Al和不可避免的杂质；所述废旧铝易拉罐的化学成分及质量百分比为：Mn0.9~2.5%，Mg≤0.6%，Si≤0.6%，Cu≤0.3%，Fe≤0.8%，Cr≤0.2%，Zn≤0.4%，Ti≤0.1%，余量为Al和不可避免的杂质；所述废旧铝电线电缆的化学成分及质量百分比为：Zr0.5~1.5%，Si≤1.5%，Mg≤1.5%，Cu≤2.5%，Mn≤1.0%，Ti≤0.35%，Zn≤0.5%，Fe≤0.6%，余量为Al和不可避免的杂质；所述铝锭的化学成分及质量百分比为：Si≤0.02%，Mg≤0.02%，Cu≤0.1%，Mn≤0.01%，Zn≤0.05%，Fe≤0.2%，余量为Al和不可避免的杂质。2.权利要求1所述的一种液态模锻铝合金的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄毅，王顺成，吴春林，裴连进，郝勇，凌筱燕，
申请(专利权)人：广州金邦液态模锻技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44