一种抗腐耐磨铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗腐耐磨铝合金及其制备方法，其创新点在于：各成分的质量百分比为：5.8～8.6% Mn，4.2～9.8% Si，7.5～14.8% Cr，0.8～2.6%Ni，10.3～13.6%Al，其余为Fe。本发明专利技术还公开了一种抗腐耐磨铝合金的制备方法，步骤中的梯度升温的先将温度快速升高至100℃，然后控制加热速率为50℃/min，升温至300℃，最后控制加热速率为30℃/min，升温至400℃。本发明专利技术的制备方法不仅细化了铝合金的晶粒，同时细化了在常规凝固中所存在的粗大的共晶相，改善了粗大共晶相的分布状态，然后在基体中析出了弥散的沉淀相，从而实现了细晶强化、第二相强化与沉淀强化的复合强化，极大地提高了铝合金的强度，解决了铝合金的强度较差的问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
： 本专利技术涉及一种抗腐耐磨铝合金，本专利技术还涉及一种抗腐耐磨铝合金锭制备方法，属 于金属材料领域。
技术介绍
： 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯 金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。人类文明的发展和社会的进步同金 属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代。均以金属材料的应用 为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械 制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊 接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了 铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的 焊接技术正成为研究的热点之一。 目前，工业合金产品多通过铸造的方式获得。但常规凝固条件下得到的合金微观 组织比较粗大，晶粒尺寸一般在数十微米到数百微米之间，甚至达到毫米级。析出相也比较 粗大，因此常规铸造方法生产的镁合金室温和高温强度都不是很理想，难以满足高性能结 构材料的需求。现有技术中，快速凝固技术是一种新型的金属材料制备技术，快速凝固技术 可以增加结构的均匀性，减少合金成分的偏析和缺陷、扩展固溶度形成过饱和固溶体、细化 晶粒和第二相，可获得微晶、纳米晶、准晶或非晶组织，研究旨在获得具有特殊物化性能和 力学性能的新材料，提高合金的强度、耐腐蚀性能和耐高温性能。抗拉强度达到480MPa，屈 服强度为450MPa，延伸率为19%，断裂韧性为22MPa，具有较高的强度和韧性。但是快速凝 固合金成型困难，成本高。 而且，传统的高强度合金存在摩擦系数偏高、耐磨性不够理想、使用温度低的缺 点，对于许多受高冲击负荷的工况场合，目前通用的合金的塑韧性尚嫌不足，大大限制了合 金的应用范围。 因此，如何提高其塑韧性能，成为发展合金和扩大应用的关键，是本领域技术人员 急需解决难题。
技术实现思路
： 本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种抗腐耐磨铝合金，极大地提高了 铝合金的强度和抗腐蚀性，解决了铝合金的强度较差的问题。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种抗腐耐磨铝合金，其创新 点在于：各成分的质量百分比为：5. 8?8. 6%Mn，4. 2?9. 8%Si，7. 5?14. 8%Cr，0. 8? 2. 6%Ni，10. 3 ?13. 6%A1，其余为Fe。进一步的，各成分的质量百分比为：6.5%Mn，4. 6%Si，9. 2%Cr，1. 7%Ni，11. 8%A1，其 余为Fe。 进一步的，所述抗腐耐磨铝合金中还加入有3. 26%的C。 本专利技术的另一个目的是提供一种抗腐耐磨铝合金的制备方法，其特征在于：具体 包括如下步骤： (1) 熔炼炉升温至30(TC，加入铝锭，梯度升温至40(TC; (2) 待错徒全部溶化后加入猛和娃； (3) 待锰和硅熔化后，升温至50(TC，加入铬金属，待铬熔化后；温度升温至580°C，力口 入镍，待镍烙化后形成合金液； (4) 将合金液调至100(TC进行精炼； (5) 精炼lOmin后，保温15?20min，降温至700°C时浇入模具中形成母合金； (6) 在氮气保护下，加热母合金，待其熔化，加热到660°C后，保温lOmin，将母合金熔体 送入模型腔内，控制降温速率为320°C/s，制备出凝固铝合金样品。 进一步的，所述步骤（1)中梯度升温的具体步骤为先将温度快速升高至l〇〇°C， 然后控制加热速率为50°C/min，升温至300°C，最后控制加热速率为30°C/min，升温至 400。。。 进一步的，所述步骤（3 )中待锰和硅熔化后，加入铬金属的同时还加入Re。 本专利技术的有益效果如下： (1)本专利技术的这种抗腐耐磨铝合金通过梯度升温可以大大的细化弥散第二相，实现了 细晶强化与第二相强化。 (2)本专利技术同时可以提高铝合金元素在铝基体中的固溶度，获得过饱和的a-A1 固溶体，Re的加入，使合金进一步强化。还可使晶粒大大细化，实现细晶强化。 (3)本专利技术在热处理时采用合适的降温速率和精炼温度，实现了沉淀强化，最后实 现弥散强化、沉淀强化和细晶强化共同作用的多种复合强化的效应，达到了提高合金强度 之目的。 (4)本专利技术的制备方法不仅细化了铝合金的晶粒，同时细化了在常规凝固中所存 在的粗大的共晶相，改善了粗大共晶相的分布状态，然后在基体中析出了弥散的沉淀相，从 而实现了细晶强化、第二相强化与沉淀强化的复合强化，极大地提高了铝合金的强度，解决 了铝合金的强度较差的问题。【具体实施方式】： 下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作详细说明。 实施例1 一种抗腐耐磨铝合金，各成分的质量百分比为：5. 8%Mn，4. 2%Si，7. 5%Cr，0. 8%Ni， 10. 3%A1，其余为Fe。 以上一种抗腐耐磨铝合金的制备方法，具体包括如下步骤： (1) 熔炼炉升温至30(TC，加入铝锭，梯度升温至40(TC; (2) 待错徒全部溶化后加入猛和娃； (3) 待锰和硅熔化后，升温至50(TC，加入铬金属，待铬熔化后；温度升温至580°C，力口 入镍，待镍烙化后形成合金液； (4) 将合金液调至100(TC进行精炼； (5) 精炼lOmin后，保温15?20min，降温至700°C时浇入模具中形成母合金； (6) 在氮气保护下，加热母合金，待其熔化，加热到660°C后，保温10min，将母合金熔体 送入模型腔内，控制降温速率为320°C/s，制备出凝固铝合金样品。 其中，步骤（1)中梯度升温的具体步骤为先将温度快速升高至l〇〇°C，然后控制加 热速率为50°c/min，升温至300°C，最后控制加热速率为30°C/min，升温至400°C。 本实施例的这种抗腐耐磨铝合金通过梯度升温可以大大的细化弥散第二相，实现 了细晶强化与第二相强化。本实施例的制备方法不仅细化了合金的晶粒，同时细化了在常 规凝固中所存在的粗大的共晶相，改善了粗大共晶相的分布状态，然后在基体中析出了弥 散的沉淀相，从而实现了细晶强化、第二相强化与沉淀强化的复合强化，极大地提高了合金 的强度，解决了合金的强度较差的问题。 实施例2 本实施例在实施例1的基础上，改变各成分的质量百分比为：6. 5%Mn，4. 6%Si，9. 2%Cr，1. 7%Ni，11. 8%A1，其余为Fe，特别的，在抗腐耐磨铝合金组分中还加入有3. 26%的Re。利 用实施例1相同的制备方法进行制备，但是在步骤（3)中待锰和硅熔化后，加入铬金属的同 时还加入Re。 本实施例选择了合适的组分配比之后，同时可以提高铝合金元素在铝基体中的固 溶度，获得过饱和的ct-A1固溶体，Re的加入，使铝合金进一步强化。还可使晶粒大大细化， 实现细晶强化。 实施例3 在实施例 1 或 2 的基础上，8. 6%Mn，9. 8%Si，14. 8%Cr，2. 6%Ni，13. 6%A1，其余为Fe。 本实施例在热处理时采用合适的降温速率和精炼温度，实现了沉淀强化，最后实 现弥散强化、沉淀强化和细晶强化共同作用的多种复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗腐耐磨铝合金，其特征在于：各成分的质量百分比为：5.8～8.6% Mn，4.2～9.8% Si，7.5～14.8% Cr，0.8～2.6%Ni，10.3～13.6%Al，其余为Fe。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东宁，姚蕴辉，倪红军，周红林，
申请(专利权)人：南通曼特威金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32