一种Al-Zn-Mg-Er-Zr系增强铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种Al

【技术实现步骤摘要】
一种Al
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Zn
‑
Mg
‑
Er
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Zr系增强铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术主要涉及合金
，具体是一种Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Er
‑
Zr系增强铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]半固态金属成型技术是利用在固
‑
液态区间获得一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定固相组分(50％
‑
60％)合金的混合浆料进行加工成型的方法，半固态成型是利用金属材料从固态向液态或从液态向固态的转换过程中具有半固态的特性所实现的成型。Al
‑
Zn
‑
Mg系铝合金是热处理可强化合金，因为其密度小为人们所青睐，成为轨道交通、航空航天等首选的结构材料。但是，在交通工具长期服役过程中，构件(特别是构件焊接处)往往因侵蚀介质的作用而发生腐蚀，严重时导致构件提前损坏，使用寿命大大缩短，甚至危及交通安全。因此，如何获得强度高、耐腐蚀、焊接性能良好的高综合性能的Al
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Zn
‑
Mg铝合金成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种Al
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Zn
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Mg
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Er
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Zr系增强铝合金及其制备方法，它通过添加稀土元素并且采用半固态金属成型技术，极大的提高了铝合金的强度，提高铝合金的抗腐蚀能力，并显著提高铝合金的焊接性能，使用寿命得到极大的提高。
[0004]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0005]一种Al
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Zn
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Mg
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Er
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Zr系增强铝合金，由以下重量百分比的组分组成：Zn：5～7％，Mg：2～3％，Er：0.3～0.6％，Zr：0.2～0.5％，Sb：0.1
‑
0.2％，Be：0.1
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0.2％和Cr：0.1
‑
0.2％，余量为Al和不可避免的杂质。
[0006]一种Al
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Zn
‑
Mg
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Er
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Zr系增强铝合金，由以下重量百分比的组分组成：Zn：6％，Mg：3％，Er：0.5％，Zr：0.4％，Sb：0.2％，Be：0.2％和Cr：0.2％，余量为Al和不可避免的杂质。
[0007]一种Al
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Zn
‑
Mg
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Er
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Zr系增强铝合金的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1：按照上述配比准备原料纯Al锭、纯Zn锭、纯Mg锭、Al
‑
Er中间合金和Al
‑
Zr中间合金备用；
[0009]S2：首先将纯Al锭加入到反应釜内升温至670
‑
690℃，待纯Al锭熔化后升温至760℃，加入纯Zn锭、纯Mg锭、Al
‑
Er中间合金和Al
‑
Zr中间合金，然后升温至780℃保温10min，并搅拌均匀；
[0010]S3：将S2步骤得到的熔融状态金属液降温至700℃保温5min，随后将金属液体以30℃/s
‑
35℃/s的冷却速度冷却，获得母合金锭；
[0011]S4：将S3步骤得到的母合金锭在热处理炉中保温20
‑
30min，保温温度为570
‑
600℃，然后在空气中冷却得到铝合金半固态坯料。
[0012]S5:均匀化处理：对步骤S4制得的铸态铝合金在热处理炉中进行高温均匀化处理，升温速度15
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20℃/min，加热到450
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500℃，保温12
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24h，完成后将铸锭空冷至室温；
[0013]S6：机加工：将步骤S5得到的铝合金铸锭锯切、车皮至合适尺寸，得到直径Ф95mm的铸棒备用；
[0014]S7:挤压变形：将步骤S6得到的铸棒进行热挤压变形，对铸锭进行热挤压，工艺参数：挤压温度430℃
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470℃，，挤压比25:1，挤压速度2mm/s。
[0015]S8：时效处理：对步骤S7的铝合金在热处理炉中进行时效处理，时效温度为160
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180℃，保温时间为8
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12h。
[0016]对比现有技术，本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术提供的Al
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Zn
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Mg
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Er
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Zr系增强铝合金及其半固态金属成型的加工方法，属于高强度高韧性耐热抗腐蚀型铝合金及制备方法，其半固态成形加工方法的温度较低，固相含量随温度变化的敏感性低，所得的固相颗粒圆整度高。通过添加Er与Zr元素，可有效的提高铝合金的耐热性能与高温下的力学性能，同时与半固态成形加工工艺配合，可提高铝合金的耐腐蚀能力，从而极大的提高铝合金的使用寿命。
附图说明
[0018]附图1是实施例1的半固态坯料组织形貌；
[0019]附图2是实施例1的半固态合金坯料的XRD图谱；
具体实施方式
[0020]结合具体实施例，对本专利技术作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
[0021]实施例1：
[0022]一种Al
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Zn
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Mg
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Er
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Zr系增强铝合金，由以下重量百分比的组分组成：Zn：5％，Mg：2％，Er：0.3％，Zr：0.2％，Sb：0.1
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0.2％，Be：0.1
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0.2％和Cr：0.1
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0.2％，余量为Al和不可避免的杂质。
[0023]一种Al
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Zn
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Mg
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Er
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Zr系增强铝合金的制备方法，包括如下步骤：
[0024]按照上述配比准备原料纯Al锭892kg、纯Zn锭50kg、纯Mg锭20kg、Al
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10wt.％Er中间合金30kg和Al
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25wt.％Zr中间合金8kg备用；将纯Al锭加入到反应釜内升温至690℃，待纯Al锭熔化后升温至760℃，加入纯Zn锭、纯Mg锭、Al
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Er中间合金和Al
‑
Zr中间合金，然后升温至780℃保温10min，并搅拌均匀；将以上得到的熔融状态金属液降温至700℃保温5min本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Al
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Zn
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Mg
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Er
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Zr系增强铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：Zn：5～7％，Mg：2～3％，Er：0.3～0.6％，Zr：0.2～0.5％，Sb：0.1
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0.2％，Be：0.1
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0.2％和Cr：0.1
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0.2％，余量为Al和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种Al
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Zn
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Mg
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Er
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Zr系增强铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：Zn：6％，Mg：3％，Er：0.5％，Zr：0.4％，Sb：0.2％，Be：0.2％和Cr：0.2％，余量为Al和不可避免的杂质。3.一种Al
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Zn
‑
Mg
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Er
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Zr系增强铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：按照上述配比准备原料纯Al锭、纯Zn锭、纯Mg锭、Al
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Er中间合金和Al
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Zr中间合金备用；S2：首先将纯Al锭加入到反应釜内升温至670
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690℃，待纯Al锭熔化后升温至760℃，加入纯Zn锭、纯Mg锭、Al
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Er中间合金和Al
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Zr中间合金，然后升温至780℃保温10min，并搅拌均匀；S3：将S2步骤得到的熔融状态金属液降温至700℃保温5min，随后将金属液体以30℃/s
‑
35℃/s的冷却速度冷却，获得母合金锭；S4：将S3步骤得到的母合金锭在热处理炉中保温20
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30min，保温温度为570
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600℃，然后在空气中冷却得到铝合...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧伟，吕洪伟，孟令乾，姜迪，赵海滨，隋来智，程仁寨，马旭，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：