铝合金余温淬火添加剂及用该添加剂生产铝合金产品的方法技术

一种利用产品出型余温对铝合金进行淬火的添加剂，及用该添加剂生产铝合金产品的方法；添加剂的主要成份包括：Ｍｇ、Ｌｉ元素的一种或几种。在添加剂中，还包括Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｂ、Ｎｉ、Ｃｄ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｖ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｔｅ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＲＥ的一种或几种。添加剂可选择单质、中间合金、盐类或其他化合物形式加入。一种用添加剂生产铝合金产品的方法，铝合金熔炼时，加入０．１～１０％的添加剂，添加剂加入可用压勺压入合金液中充分吸收，余温淬火－合金凝固产品出型后，立即淬火。转移时间＜１０Ｓ，出型温度控制在３５０℃以上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝合金产品热处理加工
，特别涉及一种。
技术介绍
传统铝合金热处理，一般是由淬火+人工时效(自然时效)组成。所谓淬火就是将产品经淬火炉加温到合金某一特定温度(通常为液固两相线附近)并进行适时保温后，然后再以足够大的冷却速度进行冷却(一般采取水淬)，从而得到合金相应的室温组织，这种处理方法称之为淬火。显然这种淬火需有投资不菲的淬火炉及与之相配套的设施，更需要消耗大量的能源，所以生产成本也就相对较高。
技术实现思路
为克服传统淬火工艺投资大、费用高，生产成本居高不下的弊端，本专利技术提供了一种利用产品出型余温对铝合金进行淬火的添加剂；及用该添加剂生产铝合金产品的方法。添加剂的主要成份包括Mg、Li元素的一种或几种。在添加剂中，还包括Cu、Ti、Mn、Zr、Co、B、Ni、Cd、Si、Zn、V、Sb、Sr、Te、Fe、Cr、RE的一种或几种。添加剂可选择单质、中间合金、盐类或其他化合物形式加入。在Al-Si合金中，添加剂的最佳取值范围(加入量％)是Mg0.2-1.5；Cu1.0～5.0；Ti0.10～0.30；RE1～1.5；Mn约为含铁量的1/2；Zr0.10～0.40；Co0.5～1.0；B0.01～0.10；Ni0.5～1.5；Cd0.15～1.0；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。在Al-Cu合金中，添加剂的最佳取值范围(加入量％)是Mn0.15～0.30；Ti0.3～1.0；RE4～5；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。在Al-Mg合金中，添加剂的最佳取值范围(加入量％)是Si0.6～1.3；Zn1～1.5；Te0.1～0.3；Ti0.1～0.25；Zr0.1～0.3；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5。在Al-Zn-Mg合金中，添加剂的最佳取值范围(加入量％)是Fe1.0～1.7；Cu0.3～1.5；Mn0.3～1.5；Cr0.1～0.5；Ti0.10～0.30；Zr0.10～0.30；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。一种用添加剂生产铝合金产品的方法，铝合金熔炼时，加入0.1～10％的添加剂，添加剂加入可用压勺压入合金液中充分吸收，也可以利用浇口杯喂加；余温淬火--合金凝固产品出型后，立即淬火。转移时间＜10S，出型温度控制在350℃以上。机理在铝合金中，选择适当的合金无素，如Li、Cd、Mn、Mg、Ti、B、V、Zr、RE等来改善和提高冶金质量，控制机械性能。在生产工艺上采用冷却速度快，结晶细的生产方法，如金属型铸造、低压铸造、压铸、差压铸造、连续或半连续铸造、锻压、轧制等。因为在高速冷却结晶时，可形成过渡族元素，在铝中的异常过饱和固溶体，使其溶解度大大超过平衡结晶时的饱合溶解度，而不产生化合物初晶。在低于结晶终了温度高于时效温度的区间内利用余温淬火工艺方法增加形成具有中间尺寸(0.01～0.5um)的沉淀易溶相固溶体如Al2CuMg、Al3Li、Al3CuLi、Al2MgLi、Mg2Si……等。如(1)固溶体→中间相δ′(Al3Li)→平衡相δ(Al3Li)δ′相呈球状，与母相完全共格---起强化作用。 合金中含有Mg时，Mg不溶入δ′相中，使Li溶解度下降，随着δ′相的析出基体产生固溶液强化---强度上升。→δ′→δ(3)固溶体→GP(1)→θ″→θ′→θ→T1(Al2CuLi)当含铜量高的合金时，(一般为2.2～5％)Al-Li沉淀与Al-Cu沉淀同时发生。此时若添加微量Cd，由于Cd存在于θ′相与母相的界面上使界面能下降，θ′相的形核临界尺寸减少容易沉淀，从而提高合金的时效强化效果。(淬火温度区间要求相对降低，一般350℃上)当合金含硅量较高时(Si＞0.6Mg，Mg0.1～0.8％)，合金组织主要取决于镁的含量。镁和硅优先形成强化相Mg2Si，而铜的作用是参与形成θ、S和W相，起补充强化作用。本专利技术优点在于在铝合金中加入添加剂，产品综合机械性能匀能达到要求且易于控制；看实施例机械性能。省略了传统淬火热处理中的淬火炉及能源，可降低生产成本50～80％。投资少，使用本专利技术方案基本上不用另行投资。可免去淬火炉的投资，以及相关配套的输配电设施的大额投入。本专利技术生产铝合金的方法操作简单，劳动强度低且环保无公害。以下为各合金元素在不同铝合金中的作用合金元素在Al-Si合金中的作用(选择附加) 合金元素在Al-Cu合金中的作用(选择附加) 合金元素在Al-Mg合金中的作用(选择附加) 合金元素在Al-Zn-Mg合金中的作用(选择附加) 合金元素在铝合金中的变质作用(选择附加) 各合金元素(选择附加)根据铝合金化学成份条件，加工工艺条件等，酌情酌量选择使用，用量范围根据上表。具体实施例方式1、以下为各实施例的配方①Mg100％②Li100％③Mg1％；余量为Al④Li0.1％；余量为Al⑤Ti15％；B 5％；RE30％；余量为Mg⑥Mn20％；Ti20％；Cd20％；Zr10％；余量为Li⑦Mg50％；Li0.2％；Ti10％；Zr10％；Cd10％；余量为Al操作方法铝合金熔炼时，加入0.1～10％的添加剂来控制合金机械性能和冶金质量。添加剂加入利用压勺压入合金液中充分吸收，也可以利用浇口杯喂加等。余温淬火合金凝固产品出型后，立即淬火(转移时间＜10S)，一般为水淬，出型温度控制在350℃以上。时效处理，与常规淬火相同。以下为应用各配方添加剂的使用效果图表 权利要求1.一种铝合金余温淬火添加剂；其特征在于主要成份包括Mg、Li元素的一种或几种。2.根据权利要求1所述的铝合金余温淬火添加剂；其特征在于在添加剂中，还包括Cu、Ti、Mn、Zr、Co、B、Ni、Cd、Si、Zn、Te、Sr、Sb、V、Fe、Cr、RE的一种或几种。3.根据权利要求2所述的铝合金余温淬火添加剂；其特征在于所述的添加剂可选择单质、中间合金、盐类或其他化合物形式加入。4.根据权利要求2所述的铝合金余温淬火添加剂；其特征在于在Al-Si合金中，添加剂的最佳取值范围(加入量％)是Mg0.2-1.5；Cu1.0～5.0；Ti0.10～0.30；RE1～1.5；Mn约为含铁量的1/2；Zr0.10～0.40；Co0.5～1.0；B0.01～0.10；Ni0.5～1.5；Cd0.15～1.0；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。5.根据权利要求2所述的铝合金余温淬火添加剂；其特征在于在Al-Cu合金中，添加剂的最佳取值范围(加入量％)是Mn0.15～0.30；Ti0.3～1.0；RE4～5；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5；Te0.05～0.10。6.根据权利要求2所述的铝合金余温淬火添加剂；其特征在于在Al-Mg合金中，添加剂的最佳取值范围(加入量％)是Si0.6～1.3；Zn1～1.5；Te0.1～0.3；Ti0.1～0.25；Zr0.1～0.3；Sr0.02～0.06；Sb0.3～0.5。7.根据权利要求2所述的铝合金余温淬火添加剂；其特征在于在Al-Zn-Mg合金中，添加剂的最佳取值范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金余温淬火添加剂；其特征在于：主要成份包括：Ｍｇ、Ｌｉ元素的一种或几种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞世德，
申请(专利权)人：俞世德，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]