一种高性能铝合金壳体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能铝合金壳体，其特征在于：所述壳体包括壳体基层以及镀在壳体内外表面的功能材料；所述基层按重量百分比计包括由以下组分组成：Si：2.6％～4.2％；Fe：0.85％～1.5％；Mg：1.3％～2.1％；W：0.2％～0.8％；Zn：0.1％～0.5％；Mn：0.1％～0.5％；Sn：0.08％～0.3％；Pr:0.1～0.2％；余量为Al和不可避免的杂质。本发明专利技术提供的高性能铝合金壳体表面均匀光滑，无冷隔和裂纹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料物理领域，具体涉及一种高性能铝合金壳体及其制备方法。
技术介绍
尾罩壳体是导弹尾部的保护性零部件，其选用的是高性能铸造铝合金，该产品结构复杂，尺寸较大，精度要求高，同时由于是航天产品关键件，对产品内部质量要求较高，性能要求高于国家标准。现有技术中壳体原采用砂型重力铸造，由于对该产品结构的了解不足以及所采用的铸造工艺存在不足，导致铸件表面质量、内部冶金质量以及性能合格率较低，具体表现为产品表面易出现冷隔，裂纹以及强度和延伸率不足等不良现象，严重影响尾罩壳体生产，急需进行改进和完善。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种高性能铝合金壳体及其制备方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供的一种高性能铝合金壳体，所述壳体包括壳体基层以及镀在壳体内外表面的功能材料；所述基层按重量百分比计包括由以下组分组成：Si：2.6％～4.2％；Fe：0.85％～1.5％；Mg：1.3％～2.1％；W：0.2％～0.8％；Zn：0.1％～0.5％；Mn：0.1％～0.5％；Sn：0.08％～0.3％；Pr:0.1～0.2％；余量为Al和不可避免的杂质；所述功能材料的化学式由Al1-x Yby(BizSb1-z)2-x-ySe表示，其中0<x≤0.04，0.05≤y≤0.1，0.1≤z≤0.3，且2:1≤z:y≤4:1。进一步地，所述不可避免的杂质为Sr、Ti、B。进一步地，所述镀在壳体内外表面的功能材料的厚度为0.1-30mm。。进一步地，所述镀在壳体内外表面的功能材料的厚度为1-10mm。上述高性能铝合金壳体的制备方法，其制备步骤包括如下：1)壳体基层的制备：按重量百分比称取相应组分组成融熔铝合金，然后进行融熔铝合金铸造，进行合金精炼，精炼后将合金注入铸模，进行连续铸造法进行铸造；2)将壳体基层放在氩气氛围中200-300℃灼烧1至2小时；保温，除气；然后将壳体基底转入生长室，同时准备Al、Yb、Bi、Sb、Se粉末，将Al、Yb、Bi、Sb、Se粉末进行研磨，超声振荡加热成雾化粉粒；然后将雾化的粉末流向生长室中，控制其流量，在真空环境下，在基底壳体上长出Al1-x Yby(BizSb1-z)2-x-ySe镀层，整个过程保持壳 体基层的温度为120-230℃范围内；最后冷却。优选地，所述步骤(1)中铸造中注入铸模的流速为10米/秒。优选地，所述基层与功能层的重量比为(350～600)：1。有益效果：本专利技术相对于现有技术而言，具有以下优势：本专利技术提供的高性能铝合金壳体由于功能层的存在以及功能层与基层的结合工艺，其基层通过特殊的研磨超声雾化真空工艺，使得壳体的基层与功能层结合紧密，表面均匀光滑，无冷隔和裂纹，并且功能材料中的Yb、Bi降低了Fe的有害作用，大幅提高合金的延伸率；Fe与Al形成FeAl2弥散强化相，提高合金强度；Sb、Se与基体材料结合提高合金力学性能；整个壳体的抗拉强度、屈服强度、延伸率大大提升。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明。以下实施例的制备方法均采用同一方法制备，即：1)壳体基层的制备：按重量百分比称取相应组分组成融熔铝合金，然后进行融熔铝合金铸造，进行合金精炼，精炼后将合金注入铸模，进行连续铸造法进行铸造；2)将壳体基层放在氩气氛围中200-300℃灼烧1至2小时；保温，除气；然后将壳体基底转入生长室，同时准备Al、Yb、Bi、Sb、Se粉末，将Al、Yb、Bi、Sb、Se粉末进行研磨，超声振荡加热成雾化粉粒；然后将雾化的粉末流向生长室中，控制其流量，在真空环境下，在基底壳体上长出Al1-x Yby(BizSb1-z)2-x-ySe镀层，整个过程保持壳体基层的温度为120-230℃范围内；最后冷却。中0<x≤0.04，0.05≤y≤0.1，0.1≤z≤0.3，且2:1≤z:y≤4:1。实施例1一种高性能铝合金壳体，所述基层按重量百分比计包括由以下组分组成：Si：2.6％；Fe：1.5％；Mg：2.1％；W：0.8％；Zn：0.5％；Mn：0.5％；Sn：0.3％；Pr:0.1～0.2％；余量为Al和不可避免的杂质；所述功能材料的化学式由Al0.96Yb0.1(Bi0.2Sb0.8)1.86Se表示。基层与功能层的重量比为350：1。本实施例制备的产品，其表面均匀光滑，无冷隔和裂纹，抗拉强度由原来的235MPa～245MPa提高至300MPa以上，屈服强度由原来的200MPa～215MPa提高至250MPa，延伸率由原来的10％提升到28％。实施例2一种高性能铝合金壳体，所述基层按重量百分比计包括由以下组分组成：Si：4.2％；Fe：0.85％；Mg：1.3％；W：0.2％；Zn：0.1％；Mn：0.1％；Sn：0.08％；Pr:0.1；余 量为Al和不可避免的杂质；所述功能材料的化学式由Al0.98Yb0.05(Bi0.1Sb0.9)1.93Se表示。基层与功能层的重量比为600：1本实施例制备的产品，其表面均匀光滑，无冷隔和裂纹，抗拉强度由原来的235MPa～245MPa提高至310MPa以上，屈服强度由原来的200MPa～215MPa提高至260MPa，延伸率由原来的10％提升到26％。。实施例3一种高性能铝合金壳体，所述基层按重量百分比计包括由以下组分组成：Si：3.2％；Fe：1.2％；Mg：1.8％；W：0.6％；Zn：0.4％；Mn：0.4％；Sn：0.2％；Pr:0.15％；余量为Al和不可避免的杂质；所述功能材料的化学式由Al0.97Yb0.08(Bi0.24Sb0.76)1.68Se表示。基层与功能层的重量比为550：1。本实施例制备的产品，其表面均匀光滑，无冷隔和裂纹，抗拉强度由原来的235MPa～245MPa提高至330MPa，屈服强度由原来的200MPa～215MPa提高至280MPa，延伸率由原来的10％提升到31％。实施例4一种高性能铝合金壳体，所述基层按重量百分比计包括由以下组分组成：Si：3.8％；Fe：1.3％；Mg：1.6％；W：0.4％；Zn：0.3％；Mn：0.2％；Sn：0.15％；Pr:0.18％；余量为Al和不可避免的杂质；所述功能材料的化学式由Al0.98Yb0.05(Bi0.1Sb0.9)1.93Se表示。基层与功能层的重量比为450：1。本实施例制备的产品，其表面均匀光滑，无冷隔和裂纹，抗拉强度由原来的235MPa～245MPa提高至330MPa，屈服强度由原来的200MPa～215MPa提高至280MPa，延伸率由原来的10％提升到31％。实施例5一种高性能铝合金壳体，所述基层按重量百分比计包括由以下组分组成：Si：2.8％；Fe：1.1％；Mg：1.7％；W：0.7％；Zn：0.2％；Mn：0.3％；Sn：0.17％；Pr:0.12％；余量为Al和不可避免的杂质；所述功能材料的化学式由Al0.97Yb0.08(Bi0.24Sb0.76)1.68Se表示。基层与功能层的重量比为580：1。本实施例制备的产品，其表面均匀光滑，无冷隔和裂纹，抗拉强度由原来的235MPa～245MPa提高至338MPa，屈服强度由原来的200MPa～215MPa提高至282MPa，延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能铝合金壳体，其特征在于：所述壳体包括壳体基层以及镀在壳体内外表面的功能材料；所述基层按重量百分比计包括由以下组分组成：Si：2.6％～4.2％；Fe：0.85％～1.5％；Mg：1.3％～2.1％；W：0.2％～0.8％；Zn：0.1％～0.5％；Mn：0.1％～0.5％；Sn：0.08％～0.3％；Pr:0.1～0.2％；余量为Al和不可避免的杂质；所述功能材料的化学式由Al1‑xYby(BizSb1‑z)2‑x‑ySe表示，其中0<x≤0.04，0.05≤y≤0.1，0.1≤z≤0.3，且2:1≤z:y≤4:1。

【技术特征摘要】
1.一种高性能铝合金壳体，其特征在于：所述壳体包括壳体基层以及镀在壳体内外表面的功能材料；所述基层按重量百分比计包括由以下组分组成：Si：2.6％～4.2％；Fe：0.85％～1.5％；Mg：1.3％～2.1％；W：0.2％～0.8％；Zn：0.1％～0.5％；Mn：0.1％～0.5％；Sn：0.08％～0.3％；Pr:0.1～0.2％；余量为Al和不可避免的杂质；所述功能材料的化学式由Al1-xYby(BizSb1-z)2-x-ySe表示，其中0<x≤0.04，0.05≤y≤0.1，0.1≤z≤0.3，且2:1≤z:y≤4:1。2.根据权利要求1所述的高性能铝合金壳体，其特征在于：所述不可避免的杂质为Sr、Ti、B。3.根据权利要求1所述的高性能铝合金壳体，其特征在于：所述绝缘基底的厚度为0.1-10mm。4.根据权利要求1所述的高性能铝合金壳体，其特征在于：所述镀在壳体内外表面的功能材料的厚度为0.1-30mm。5.根据权利要求1所述的高性能铝合金壳体，其特征在于：所述镀在壳体内外表...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小龙，
申请(专利权)人：南京龙超金属制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32