一种高强度铝合金的铸造方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度铝合金的铸造方法，先进行铝锭熔融，将铝锭置于熔融炉中在氮气气氛下进行梯度式升温使铝锭慢慢熔融；然后将其他原料分别在氮气气氛下进行熔融后，依次加入熔融铝中混合均匀；再将熔融后的混合物降温冷却至再结晶温度以下进行压延拉伸；然后进行微量元素渗透，最后进行加工成型，将渗透了微量元素的铝合金半成品转移至成型模具中进行熔融成型，降温后得到成品。本发明专利技术提供了能够快速制造高性能的铝合金，铸造出来的铝合金不仅强度高，而且耐磨性能好，而且铸造方法操作简单，容易实现。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度铝合金的铸造方法
本专利技术涉及金属铸造
，特别涉及一种高强度铝合金的铸造方法。
技术介绍
随着汽车轻量化的发展，汽车转向节、减震塔、悬挂支架、气囊支撑臂、控制臂、制动器卡钳等零部件都需要以铝代钢，已到达汽车轻量化的目的。这些零部件在汽车上都属于安全系统的受力结构件，因此，汽车轻量化的发展对这些铝合金零部件的综合力学性能也要求更高，如较高的强度和塑性，以提高汽车的安全性和使用寿命，所以对铝合金铸造的要求越来越高，并且随着现代工业与国防的发展，对铸造铝合金，尤其是具有特殊性能，如具有高强度、优良的耐磨性的铸造铝合金，需求量越来越大。所以，需要寻找一种能够解决上述问题的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供了能够快速制造高性能的铝合金，铸造出来的铝合金不仅强度高，而且耐磨性能好，而且铸造方法操作简单，容易实现。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种高强度铝合金的铸造方法，包括以下步骤：(1)铝锭熔融：将铝锭置于熔融炉中在氮气气氛下进行梯度式升温使铝锭慢慢熔融，熔融完成进行精炼去除杂质后备用；(2)其他原料熔融混合：将其他原料分别在氮气气氛下进行熔融后，依次加入到步骤(1)的熔融铝中，并混合均匀备用；(3)加工强化：将步骤(2)中熔融后的混合物降温冷却至再结晶温度以下进行压延拉伸，反复进行多次后，得到铝合金半成品；(4)微量元素渗透：将步骤(3)中得到的铝合金半成品置于高压炉中逐步升温至软化状态，将微量元素物质粉碎成微粒后，分散到高压炉中密闭后进行升压，使微粒元素物质渗透至铝合金半成品中，保温保压一段时间后，先降温，再泄压；(5)加工成型：将渗透了微量元素的铝合金半成品转移至成型模具中进行熔融成型，降温后得到成品；进一步地，所述其他原料中包含以下元素：铜0.7-1％、镁0.5-0.9％、锌0.8-1.2％、锰0.1-0.3％、硅6-9％，所述微量元素包含以下元素：钛0.06-0.09％、锆0.01-0.02％、镧0.01-0.02％、铈0.01-0.02％、钕0.01-0.02％，所述高强度铝合金还包含其他不可避免的微量杂质元素，其余为铝元素。进一步地，在步骤(1)中，所述梯度式升温是指以20°每分钟的速率进行温度上升，每上升100°的时候保持恒温15-30min，再继续上升，直至铝锭呈流体状态。进一步地，在步骤(2)中，所述其他原料的熔融是将各原料分别以20°每分钟的速率升温，直到升温至物料呈流动状态后直接混合至熔融铝中。进一步地，在步骤(3)中，所述降温是呈梯度式降温，以10°每分钟的速度进行降温，直至整体成型不流动，所述压延拉伸是经过使用压延机在高温下进行碾压拉拔后折回反复操作。进一步地，在步骤(4)中，所述微粒为微米级别或纳米级别物质，所述升压是以0.5-1MPa/h进行上升压力，所述保温保压的时间为2-10h，温度为650-700℃，压力为100-200MPa.进一步地，所述微粒的粒径为0.1-10um。进一步地，在步骤(5)中，所述熔融成型是先将适量渗透后的铝合金半成品加入到模具中，通过缓慢升温后流动填充模具，在进行冷却取出成型产品。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种能够快速制备高强度的铝合金的方法，该方法制备的铝合金不仅强度高而且耐磨，将微量元素在后期以渗透的方式掺入铝合金中，能使微量元素在铝合金中形成的难熔化合物一定不会熔化，在合金结晶时作为非自发晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性，而且制作方法简单，操作步骤少，能够快速精确的制作高强度铝合金。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。实施例1一种高强度铝合金的铸造方法，包括以下步骤：(1)铝锭熔融：将铝锭置于熔融炉中在氮气气氛下进行梯度式升温使铝锭慢慢熔融，熔融完成进行精炼去除杂质后备用，梯度式升温是指以20°每分钟的速率进行温度上升，每上升100°的时候保持恒温15min，再继续上升，直至铝锭呈流体状态；(2)其他原料熔融混合：将其他原料分别在氮气气氛下进行熔融后，依次加入到步骤(1)的熔融铝中，并混合均匀备用，其中其他原料的熔融是将各原料分别以20°每分钟的速率升温，直到升温至物料呈流动状态后直接混合至熔融铝中；(3)加工强化：将步骤(2)中熔融后的混合物降温冷却至再结晶温度以下进行压延拉伸，反复进行多次后，得到铝合金半成品，其中降温是呈梯度式降温，以10°每分钟的速度进行降温，直至整体成型不流动，所述压延拉伸是经过使用压延机在高温下进行碾压拉拔后折回反复操作；(4)微量元素渗透：将步骤(3)中得到的铝合金半成品置于高压炉中逐步升温至软化状态，将微量元素物质粉碎成微粒后，分散到高压炉中密闭后进行升压，使微粒元素物质渗透至铝合金半成品中，保温保压一段时间后，先降温，再泄压，微粒为微米级别或纳米级别物质，微粒的粒径为0.1um，所述升压是以0.5MPa/h进行上升压力，所述保温保压的时间为2h，温度为650℃，压力为100MPa；(5)加工成型：将渗透了微量元素的铝合金半成品转移至成型模具中进行熔融成型，降温后得到成品，熔融成型是先将适量渗透后的铝合金半成品加入到模具中，通过缓慢升温后流动填充模具，在进行冷却取出成型产品；本实施例中的其他原料中包含以下元素：铜0.7％、镁0.5％、锌0.8％、锰0.1％、硅6％，所述微量元素包含以下元素：钛0.06％、锆0.01％、镧0.01％、铈0.01％、钕0.01％，所述高强度铝合金还包含其他不可避免的微量杂质元素，其余为铝元素。实施例2一种高强度铝合金的铸造方法，包括以下步骤：(1)铝锭熔融：将铝锭置于熔融炉中在氮气气氛下进行梯度式升温使铝锭慢慢熔融，熔融完成进行精炼去除杂质后备用，梯度式升温是指以20°每分钟的速率进行温度上升，每上升100°的时候保持恒温30min，再继续上升，直至铝锭呈流体状态；(2)其他原料熔融混合：将其他原料分别在氮气气氛下进行熔融后，依次加入到步骤(1)的熔融铝中，并混合均匀备用，其中其他原料的熔融是将各原料分别以20°每分钟的速率升温，直到升温至物料呈流动状态后直接混合至熔融铝中；(3)加工强化：将步骤(2)中熔融后的混合物降温冷却至再结晶温度以下进行压延拉伸，反复进行多次后，得到铝合金半成品，其中降温是呈梯度式降温，以10°每分钟的速度进行降温，直至整体成型不流动，所述压延拉伸是经过使用压延机在高温下进行碾压拉拔后折回反复操作；(4)微量元素渗透：将步骤(3)中得到的铝合金半成品置于高压炉中逐步升温至软化状态，将微量元素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度铝合金的铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)铝锭熔融：将铝锭置于熔融炉中在氮气气氛下进行梯度式升温使铝锭慢慢熔融，熔融完成进行精炼去除杂质后备用；/n(2)其他原料熔融混合：将其他原料分别在氮气气氛下进行熔融后，依次加入到步骤(1)的熔融铝中，并混合均匀备用；/n(3)加工强化：将步骤(2)中熔融后的混合物降温冷却至再结晶温度以下进行压延拉伸，反复进行多次后，得到铝合金半成品；/n(4)微量元素渗透：将步骤(3)中得到的铝合金半成品置于高压炉中逐步升温至软化状态，将微量元素物质粉碎成微粒后，分散到高压炉中密闭后进行升压，使微粒元素物质渗透至铝合金半成品中，保温保压一段时间后，先降温，再泄压；/n(5)加工成型：将渗透了微量元素的铝合金半成品转移至成型模具中进行熔融成型，降温后得到成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度铝合金的铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)铝锭熔融：将铝锭置于熔融炉中在氮气气氛下进行梯度式升温使铝锭慢慢熔融，熔融完成进行精炼去除杂质后备用；
(2)其他原料熔融混合：将其他原料分别在氮气气氛下进行熔融后，依次加入到步骤(1)的熔融铝中，并混合均匀备用；
(3)加工强化：将步骤(2)中熔融后的混合物降温冷却至再结晶温度以下进行压延拉伸，反复进行多次后，得到铝合金半成品；
(4)微量元素渗透：将步骤(3)中得到的铝合金半成品置于高压炉中逐步升温至软化状态，将微量元素物质粉碎成微粒后，分散到高压炉中密闭后进行升压，使微粒元素物质渗透至铝合金半成品中，保温保压一段时间后，先降温，再泄压；
(5)加工成型：将渗透了微量元素的铝合金半成品转移至成型模具中进行熔融成型，降温后得到成品。


2.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金的铸造方法，其特征在于：所述其他原料中包含以下元素：铜0.7-1％、镁0.5-0.9％、锌0.8-1.2％、锰0.1-0.3％、硅6-9％，所述微量元素包含以下元素：钛0.06-0.09％、锆0.01-0.02％、镧0.01-0.02％、铈0.01-0.02％、钕0.01-0.02％，所述高强度铝合金还包含其他不可避免的微量杂质元素，其余为铝元素。


3.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小娟，熊勇刚，熊眭杨，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43