一种铝合金铸棒的生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及铝合金技术领域，且公开了一种铝合金铸棒的生产工艺，包括：制备硅

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金铸棒的生产工艺


[0001]本专利技术涉及铝合金
，具体为一种铝合金铸棒的生产工艺。

技术介绍

[0002]高硅铝合金的含硅量达16％～18％，属过共晶铝
‑
硅合金(硅含量大于12.5％)，重量轻，尺寸稳定性好，膨胀系数小，耐磨能力强，是制造内燃机及空压机活塞的理想材料。目前这种发动机活塞坯料多采用金属型铸造，但得到的挤压型材内出现了含量较高的粗大化合物，且数目较多，该种异常粗大的金属化合物严重破坏了组织的均匀性，并且变形过程中在粗大化合物与基体的界面产生很大的应力集中，制品受力时很容易产生裂纹，严重降低了制品性能。

技术实现思路

[0003](一)解决的技术问题
[0004]针对现有技术存在的组织缺陷，本专利技术提供一种铝合金铸棒的生产工艺。
[0005](二)技术方案
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种铝合金铸棒的生产工艺，包括以下步骤：
[0008]步骤S1，制备硅
‑
镁
‑
铜
‑
铝复合纳米粒子；
[0009]步骤S2，将硅
‑
镁
‑
铜
‑
铝复合纳米粒子放入超高速微波中，先对微波加热炉进行抽真空，然后通入氮气，排出里面的空气，将超高速微波加热炉升温至380℃，保温1h，然后在氮气气氛保护下，冷却至室温，得到铝包覆硅镁铜团簇结构的合金粉末；
[0010]步骤S3，将铝粉与固溶有铝包覆硅镁铜团簇结构的铝合金粉末以(5.1
‑
6.0)∶(4.8
‑
5.0)的质量比进行机械球磨，制备得到固溶有铝包覆硅镁铜团簇结构的铝合金粉末；
[0011]步骤S4，将固溶有铝包覆硅镁铜团簇结构的铝合金粉末制成坯料，熔炼温度控制在770℃，铸造温度控制在720℃，得到铝合金铸棒。
[0012]优选的，铝包覆硅镁铜团簇结构的硅
‑
镁
‑
铜
‑
铝的质量比为(1.4
‑
1.8)∶(0.03
‑
0.06)∶(0.3
‑
0.5)∶(2
‑
3)。
[0013]优选的，纳米硅粒子的平均粒径200nm；纳米镁粒子的平均粒径5nm；纳米铜粒子的平均粒径10nm；纳米铝粒子的平均粒径50nm。
[0014]优选的，所述步骤S3，铝粉的平均粒径100μm。
[0015](三)有益的技术效果
[0016]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：
[0017]本专利技术：在平均粒径200nm的纳米硅粒子上生成平均粒径5nm的纳米镁粒子，得到硅
‑
镁复合纳米粒子；
[0018]在硅
‑
镁纳复合米粒子上生成平均粒径10nm的纳米铜粒子，得到硅
‑
镁
‑
铜复合纳米粒子；
[0019]在硅
‑
镁
‑
铜复合纳米粒子上生成平均粒径50nm的纳米铝粒子，得到硅
‑
镁
‑
铜
‑
铝复合纳米粒子；
[0020]将硅
‑
镁
‑
铜
‑
铝复合纳米粒子进行烧结除杂质处理，得到铝包覆硅镁铜团簇结构的合金粉末；其中，铝包覆硅镁铜团簇结构的硅
‑
镁
‑
铜
‑
铝的质量比为(1.4
‑
1.8)∶(0.03
‑
0.06)∶(0.3
‑
0.5)∶(2
‑
3)；
[0021]将铝包覆硅镁铜团簇结构的合金粉末和铝粉一起进行机械球磨，制备得到固溶有铝包覆硅镁铜团簇结构的铝合金粉末；
[0022]以固溶有铝包覆硅镁铜团簇结构的铝合金粉末为原料制备铝合金铸棒，该铝合金铸棒的抗拉强度达到了324MPa、硬度达到了140HB；
[0023]上述铝合金铸棒在宏观上和微观上均实现了组织均匀，有效解决了成分偏析、显微组织粗大的问题；并且纳米级别的细化晶粒也实现了提高材料力学性能的有益技术效果。
附图说明
[0024]图1为铝合金铸棒的微观组织结构示意图；
[0025]图2为铝包覆硅镁铜团簇结构的示意图。
具体实施方式
[0026]实施例1：
[0027]硅
‑
镁复合纳米粒子的制备：
[0028]称取1.8g平均粒径200nm的纳米硅粒子和0.15g甲基氯化镁加入四氢呋喃中溶解，混合均匀后加入三颈圆底烧瓶中，搅拌，冷凝回流反应1h，将溶解有0.8g锂颗粒和7.2g的100mL萘锂四氢呋喃混合溶液滴加到三颈圆底烧瓶中，60℃回流反应24h，在纳米硅粒子上生成平均粒径5nm的纳米镁粒子，离心分离，洗涤干燥，得到硅
‑
镁复合纳米粒子；
[0029]硅
‑
镁
‑
铜复合纳米粒子的制备：
[0030]将2g的阿拉伯树胶和1.85g硅
‑
镁复合纳米粒子，在磁力搅拌下溶解在100mL的蒸馏水中，加入50mL的硫酸铜溶液(含硫酸铜1.02g)，并在磁力搅拌下搅拌10min后，加入10g的水合肼溶液，反应1h，在硅
‑
镁纳复合米粒子上生成平均粒径10nm的纳米铜粒子，离心分离、沉淀用乙醇和丙酮分别洗涤、真空下干燥得到硅
‑
镁
‑
铜复合纳米粒子；
[0031]硅
‑
镁
‑
铜
‑
铝复合纳米粒子的制备：
[0032]称取2.25g硅
‑
镁
‑
铜复合纳米粒子放入100mL去离子水中，加入20mL的乙醇，超声2h，在溶液中不断的通入氮气，加入2.7g平均粒径50nm的纳米铝粒子，继续超声2h，得到硅
‑
镁
‑
铜
‑
铝复合纳米粒子；
[0033]铝包覆硅镁铜团簇结构的合金粉末的制备：
[0034]将上述制备的硅
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镁
‑
铜
‑
铝复合纳米粒子放入超高速微波中，先对微波加热炉进行抽真空，然后通入氮气，排出里面的空气，将超高速微波加热炉升温至380℃，保温1h，然后在氮气气氛保护下，冷却至室温，得到铝包覆硅镁铜团簇结构的合金粉末，其结构如图2所示；其中，铝包覆硅镁铜团簇结构的硅
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镁
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铜
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铝的质量比为1.8∶0.05∶0.4∶2.7；
[0035]固溶有铝包覆硅镁铜团簇结构的铝合金粉末的制备：
[0036]将平均粒径100μm的铝粉与固溶有铝包覆硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金铸棒的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，制备硅
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镁
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铜
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铝复合纳米粒子；步骤S2，将硅
‑
镁
‑
铜
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铝复合纳米粒子放入超高速微波中，先对微波加热炉进行抽真空，然后通入氮气，排出里面的空气，将超高速微波加热炉升温至380℃，保温1h，然后在氮气气氛保护下，冷却至室温，得到铝包覆硅镁铜团簇结构的合金粉末；步骤S3，将铝粉与固溶有铝包覆硅镁铜团簇结构的铝合金粉末以(5.1
‑
6.0)∶(4.8
‑
5.0)的质量比进行机械球磨，制备得到固溶有铝包覆硅镁铜团簇结构的铝合金粉末；步骤S4，将固溶有铝包覆硅镁铜团簇结构的铝合金粉末制成坯料...

【专利技术属性】
技术研发人员：路凯，赵磊，刘东坤，周鹏，
申请(专利权)人：安徽佳晟金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：