本发明专利技术公开了一种球棒用强韧铝合金，所述铝合金组成成分按重量百分比包含：Si:0.05％，Fe:0.08-0.15％，Cu:2.0-2.2％，Mn:0.05％，Mg:2.3-2.8％，Cr:0.01％，Zn:7.2-7.8％，Ti:0.06-0.08％，Zr:0.12-0.15％，余量为Al。本发明专利技术中所公开的球棒用强韧铝合金，通过增加其组成中锌的含量，有效改善了铝合金的强度和硬度；通过提高铝合金中钛的含量，细化了晶粒，抑制了脆性，克服了现存铝合金韧性差的缺点，通过对熔炼和热处理工艺的改进，有效实现了铝合金综合性能的改善，能够满足现代科技发展对铝合金材料高载荷、轻质化和韧性好的要求，应用于球棒方面具有重量轻、韧性好和击球远的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料领域，尤其涉及一种球棒用强韧铝合金。
技术介绍
棒球以及垒球运动是一种以棒子打球为主要特点、集体性、对抗性很强的球类运 动项目，球棒多采用金属球棒。随着体育事业的发展，越来越多的人喜欢享受这类运动带来 的乐趣。球棒的好坏直接决定着运动的质量，一个质量好的球棒不仅需要一定的硬度和强 度承受剧烈运动时球的冲击，还应该具有良好的韧性，降低运动过程中球对人体的冲击力， 减少运动过程中对人体造成的伤害。 铝合金是以铝为基的合金的总称，主要合金元素包括铜、硅、镁、锌、锰，次要元素 含有镍、铁、钛、锂，合金中的主要元素含量、配比以及杂质含量对合金成品的性能有很大影 响。目前，铝合金材料大量被应用于建筑、军用和工业领域，民用和军工企业生产的铝合金 材料强度低、硬度低、韧性差，不能满足现代科技发展对铝合金材料高载荷、轻质化、韧性好 的要求。现有的铝合金材料制成的球棒往往强度和硬度较低，不能承受剧烈击球时球对棒 的冲击力，另外，现有的铝合金材料制成的球棒韧性较差，受到球的剧烈冲击不能迅速恢复 原状，往往会发生脆裂，或者给人体造成振动冲击，使人感到不适，降低运动的质量。 因此，如何通过优化铝合金生产工艺，得到一种综合性能好的铝合金材料，满足球 棒重量轻、弹性好、击球远的要求是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种球棒用强韧铝合金，实现了 铝合金生产工艺的优化，其综合性能好，非常适合于制作垒球棒或棒球棒。 本专利技术公开了一种球棒用强韧铝合金，其组成成分按重量百分比包括：Si:0. 05 % , Fe:0. 08-0. 15% , Cu:2. 0-2. 2% , Mn:0. 05% , Mg:2. 3-2. 8% , Cr:0. 01%,Zn:7. 2-7. 8%, Ti:0. 06-0. 08%，Zr:0. 12-0. 15%，余量为Al，并按照以下步骤制备得到： SI :熔炼，根据其组成成分称取各原料，将铝锭加入熔炼炉中并加热至700-750°C 使之完全熔化后，按熔点从高到低的顺序依次加入其它各原料，待其它各原料完全熔化后， 在680-720°C保温30min-2h，得到合金熔体，并进行浇注，待合金熔体凝固后开模，并将铸 锭空冷至室温；各原料熔化过程在密封空间中进行； S2 :均匀化，将S1中得到的铸锭放置于400-420°C的保温炉中，并在400-420°C下 保温2〇-30h，保温完成后保温炉冷至300 C后，空冷至室温； S3 :固溶，将S2中得到的铸锭放置于保温炉中，以10°C /h的平均速度，从室温加 热至470°C并在470°C下保温l_2h后，以100°C /h的速度将温度从470°C升至480°C，并在 480°C保温20-40min后，将铸锭从保温炉转移到淬火炉中，水冷至室温，其中从保温炉中将 铸锭转移至淬火炉中的时间小于5s ; S4 :时效，将S3中水冷至室温的铸锭除去表面水珠后，从淬火中取出并放入100°C 保温炉中保温20h后，水冷至室温后，转移至保温炉中并将保温炉温度以60°C /min的平均 速度升温至180°C保温40min后，将保温炉温度以20°C /min的平均速度降温至室温后，转 移至120°C保温炉中，并在120°C下保温20h，将铸锭从保温炉转移到淬火炉中水冷至室温， 获得所述铝合金，其中，从淬火炉中转移至保温炉中的时间小于30s。 优选地，其组成成分中，Zn与Mg的摩尔比为（1.1-1.3):1。 优选地，在步骤S3中，铸锭从室温升温至470°C的过程中，随温度的升高，升温速 率增大，且温度与时间成正弦函数关系。 优选地，在步骤S1中，合金熔体凝固过程中，对合金熔体进行振动。 优选地，在步骤S1中，各原料添加后完全熔化后，均进行除渣操作。 优选地，其组成成分按重量百分比为Si:0.05 %，Fe:0. 12 %，Cu:2. 1 %， Mn:0. 05%，Mg:2. 4%，Cr:0. 01%，Zn:7. 8%，Ti:0. 08%，Zr:0. 15%，余量为 Al。 本专利技术中，提出的球棒用强韧铝合金通过成分优化，热处理工艺改进，提升了铝合 金的综合性能，使之适合制作高质量球棒，与现有技术相比，具体优点如下： 1、对合金成分进行了优化，提高了合金中锌元素的含量，并根据锌元素含量的变 化，调整了镁元素和铜元素的含量值，从而控制了MgZn2相、AIZnMgCu相、Al2MgCu相的析出 数量和比例关系，同时，采用铬元素、锆元素和钛元素的复合添加，起到钉扎晶界、细化晶粒 的作用，提供了获得优良的综合性能的基础； 2、对熔炼和热处理工艺进行了优化，通过对熔炼工艺的优化，使得各合金元素实 现良好的融合，通过对均匀化处理工艺的优化，可以消除铸锭晶界上的非平衡凝固共晶组 织，通过对固溶处理工艺的优化，可以获得空位与溶质原子的过饱和固溶体，为后续时效处 理中强化相析出做好准备，通过对时效处理工艺的优化，强化相析出且分布合理，控制晶内 晶界处强化相分布形态，获得良好的强度与韧性。【具体实施方式】 下面结合具体实例对本专利技术做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本专利技术， 而不是用于对本专利技术进行限定，任何在本专利技术基础上所做的修改、等同替换等均在本专利技术 的保护范围内。 本专利技术所公开的球棒用强韧铝合金，各实施例中铸锭的成分配比（重量百分比） 检测结果如表1所示：【主权项】1. 一种球棒用强韧铝合金，其特征在于，其组成成分按重量百分比包括：Si:0. 05% ,Fe:0. 08-0. 15% ,Cu:2. 0-2.2% ,Mn:0. 05% ,Mg:2. 3-2.8% ,Cr:0.01%,Zn:7. 2-7.8%, Ti:0. 06-0. 08%,Zr:0. 12-0. 15%，余量为Al,并按照以下步骤制备得到： 51 :熔炼，根据其组成成分称取各原料，将铝锭加入熔炼炉中并加热至700-75(TC使之 完全熔化后，按熔点从高到低的顺序依次加入其它各原料，待其它各原料完全熔化后，在 680-720°C保温30min-2h，得到合金熔体，并进行浇注，待合金熔体凝固后开模，并将铸锭空 冷至室温；各原料熔化过程在密封空间中进行； 52 :均匀化，将Sl中得到的铸锭放置于400-420°C的保温炉中，并在400-420°C下保温 20-30h，保温完成后保温炉冷至300°C后，空冷至室温； 53 :固溶，将S2中得到的铸锭放置于保温炉中，以KTC/h的平均速度，从室温加热至 470°C并在470°C下保温l_2h后，以100°C/h的速度将温度从470°C升至480°C，并在480°C 保温20-40min后，将铸锭从保温炉转移到淬火炉中，水冷至室温，其中从保温炉中将铸锭 转移至淬火炉中的时间小于5s; 54 :时效，将S3中水冷至室温的铸锭除去表面水珠后，从淬火中取出并放入KKTC保温 炉中保温20h后，水冷至室温后，转移至保温炉中并将保温炉温度以60°C/min的平均速度 升温至180°C保温40min后，将保温炉温度以20°C/min的平均速度降温至室温后，转移至 120°C保温炉中，并在120°C下保温20h，将铸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种球棒用强韧铝合金，其特征在于，其组成成分按重量百分比包括：Si:0.05％,Fe:0.08‑0.15％,Cu:2.0‑2.2％,Mn:0.05％,Mg:2.3‑2.8％,Cr:0.01％，Zn:7.2‑7.8％，Ti:0.06‑0.08％,Zr:0.12‑0.15％,余量为Al，并按照以下步骤制备得到：S1：熔炼，根据其组成成分称取各原料，将铝锭加入熔炼炉中并加热至700‑750℃使之完全熔化后，按熔点从高到低的顺序依次加入其它各原料，待其它各原料完全熔化后，在680‑720℃保温30min‑2h，得到合金熔体，并进行浇注，待合金熔体凝固后开模，并将铸锭空冷至室温；各原料熔化过程在密封空间中进行；S2：均匀化，将S1中得到的铸锭放置于400‑420℃的保温炉中，并在400‑420℃下保温20‑30h，保温完成后保温炉冷至300℃后，空冷至室温；S3：固溶，将S2中得到的铸锭放置于保温炉中，以10℃/h的平均速度，从室温加热至470℃并在470℃下保温1‑2h后，以100℃/h的速度将温度从470℃升至480℃，并在480℃保温20‑40min后，将铸锭从保温炉转移到淬火炉中，水冷至室温，其中从保温炉中将铸锭转移至淬火炉中的时间小于5s；S4：时效，将S3中水冷至室温的铸锭除去表面水珠后，从淬火中取出并放入100℃保温炉中保温20h后，水冷至室温后，转移至保温炉中并将保温炉温度以60℃/min的平均速度升温至180℃保温40min后，将保温炉温度以20℃/min的平均速度降温至室温后，转移至120℃保温炉中，并在120℃下保温20h，将铸锭从保温炉转移到淬火炉中水冷至室温，获得所述球棒用强韧铝合金，其中，从淬火炉中转移至保温炉中的时间小于30s。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周良正，
申请(专利权)人：天长市正牧铝业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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