4XXX系铝合金及其制备方法技术

本申请涉及一种4XXX系铝合金及其制备方法。4XXX系铝合金包括以下质量百分比的成分：11.5％

【技术实现步骤摘要】
4XXX系铝合金及其制备方法


[0001]本申请涉及一种铝合金，特别是涉及一种4XXX系铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]4XXX系铝合金是以硅为主要合金元素的铝合金，该系合金由于含硅量高，熔点低，熔体流动性好，容易补缩，并且不会使最终产品产生脆性，因此主要用于制造铝合金锻件。
[0003]在实现本申请的过程中，申请人发现现有技术至少存在以下问题：
[0004]现有技术的4XXX系铝合金抗拉强度较低，无法满足现有技术的需求，因此，急需一种4XXX系铝合金及其制备方法，以制备出抗拉强度较高的铝合金。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中存在的技术问题，本申请实施例提供了一种4XXX系铝合金及其制备方法。具体的技术方案如下：
[0006]第一方面，提供一种4XXX系铝合金，4XXX系铝合金包括以下质量百分比的成分：11.5％
‑
12.5％的硅；4.0％
‑
5.0％的铜；0.52％
‑
0.6％的镁；小于或等于0.01％的锰；小于或等于0.02％的钛；小于或等于0.02％的铬；小于或等于0.15％的铁；余量的铝。
[0007]在第一方面的第一种可能实现方式中，4XXX系铝合金还包括质量百分比小于或等于0.05％的其它元素。
[0008]第二方面，提供一种4XXX系铝合金的制备方法，其包括以下步骤：按照上述第一方面中任一项的4XXX系铝合金称取原料；熔炼原料至全部熔化，并于熔化的原料中加入形核剂，使形核剂在原料中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，以获得细小的铸造晶粒；静置原料，并对静置后的原料进行在线除气及双级过滤；采用热顶水平铸造工艺浇铸原料，形成棒料；均匀化处理棒料，并冷却；挤压成型棒料。
[0009]在第二方面的第一种可能实现方式中，熔炼原料的熔炼温度为720
‑
770℃。
[0010]在第二方面的第二种可能实现方式中，形核剂相对于原料的重量为3kg/吨。
[0011]在第二方面的第三种可能实现方式中，浇铸原料的浇铸速度为125
‑
135mm/min，冷却水流量为6500
‑
7200L/min。
[0012]在第二方面的第四种可能实现方式中，浇铸原料之前还包括以下步骤：预热铸造过程中所用的设备，并对流槽、除气箱、过滤箱和模盘进行烘烤。
[0013]在第二方面的第五种可能实现方式中，均匀化处理棒料的加热温度为470
‑
490℃，保温时间为3.5h。
[0014]在第二方面的第六种可能实现方式中，冷却棒料的方法为空冷。
[0015]在第二方面的第七种可能实现方式中，挤压成型棒料之前还包括以下步骤：将棒料放置于挤压机加温炉内预热。
[0016]本申请与现有技术相比具有的优点有：
[0017]本申请4XXX系铝合金及其制备方法，通过向铝液中加入形核剂，使它在铝液中形
成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而能够获得细小的铸造晶粒，同时本申请还通过优化4XXX系铝合金的成分及均匀化工艺，以及挤压过程的坯料预热和产品冷却等参数，提高了合金析出强化相的能力，从而提高了产品的强度。另外，本申请还通过在浇铸前对铸造所用的设备进行预热，对流槽、除气箱、过滤箱、模盘等进行烘烤，减少温度损失，优化了铸造条件。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1是本申请一实施例的4XXX铝合金的制备方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]本申请的一实施例中，按4XXX铝合金质量百分比的成分称取原料，该原料的质量百分比成分为11.5％
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12.5％的硅(Si)、4.0％
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5.0％的铜(Cu)、0.52％
‑
0.6％的镁(Mg)、小于或等于0.01％的锰(Mn)、小于或等于0.02％的钛(Ti)、小于或等于0.02％的铬(Cr)、小于或等于0.15％的铁(Fe)，余量的铝(Al)。优选的，其它元素的质量百分比小于或等于0.05％。
[0022]请参考图1，其示出了本申请一实施例的4XXX铝合金的制备方法的步骤流程示意图。按照上述称取的原料制备4XXX铝合金，4XXX铝合金的制备方法1包括以下步骤101至步骤104，其中：
[0023]步骤101，熔炼原料，并添加形核剂。将原料加入熔炼炉中，执行熔炼工艺，设置熔炼炉的熔炼温度为720
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770℃，将原料熔炼至全部熔化，形成铝液，熔炼温度具体可以设置为720℃、740℃或760℃，但不以此为限。接着于熔化的原料中加入形核剂，使形核剂在原料中形成大量分散的人工制造的非自发晶核(又称变质剂)，使它在铝液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而能够获得细小的铸造晶粒，进一步达到提高材料性能的目的。优选的，形核剂相对于原料的重量为3kg/吨，也即一吨的原料/铝液加入3kg的原料，但不以此为限。
[0024]步骤102，在线除气及双级过滤原料。静置精炼后的原料，然后对原料进行在线除气及双级过滤，至于在线除气及双级过滤方式为本领域技术人员的常规技术手段，本申请在此不再进行赘述。125
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135mm/min，冷却水流量为6500
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7200L/min
[0025]步骤103，浇铸成型棒料。预热铸造过程中所用的设备，并对流槽、除气箱、过滤箱和模盘进行烘烤，接着采用热顶水平铸造工艺，将原料浇铸于模具内，浇铸速度设置为125
‑
135mm/min，具体的可以设置为125mm/min、130mm/min或135mm/min，冷却水流量可以设置为6500
‑
7200L/min，具体的可以设置为6500L/min、6800L/min或7200L/min，待其冷却固化后，形成棒料。
[0026]步骤104，均匀化处理棒料，并冷却。对棒料进行均匀化处理，均匀化处理温度设置为470
‑
490℃，具体的可以设置为470℃、480℃或490℃，保温时间为3.5h，棒料保温结束后，出炉，自然冷却；
[0027]步骤105，挤出成型棒料。将棒料放置于挤压机加温炉内预热，然后通过模具挤出成型，挤出成型棒料后在空气中自然冷却。
[0028]本实施例的4XXX系铝合金及其制备方法1通过向铝液中加入形核剂，使它在铝液中形成大量分散的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4XXX系铝合金，其特征在于，所述4XXX系铝合金包括以下质量百分比的成分：11.5％
‑
12.5％的硅；4.0％
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5.0％的铜；0.52％
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0.6％的镁；小于或等于0.01％的锰；小于或等于0.02％的钛；小于或等于0.02％的铬；小于或等于0.15％的铁；余量的铝。2.根据权利要求1所述的4XXX系铝合金，其特征在于，所述4XXX系铝合金还包括质量百分比小于或等于0.05％的其它元素。3.一种4XXX系铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照上述权利要求1
‑
2中任一项所述的4XXX系铝合金称取原料；熔炼所述原料至全部熔化，并于熔化的所述原料中加入形核剂，使所述形核剂在所述原料中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，以获得细小的铸造晶粒；静置所述原料，并对静置后的所述原料进行在线除气及双级过滤；采用热顶水平铸造工艺浇铸所述原料，形成棒料；均匀化处理所述棒料，并冷却；挤压成型所述棒料。4.根据权利要求3所述的4XXX系铝合金的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桂兰，李其荣，浦俭英，
申请(专利权)人：亚太轻合金南通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：