本发明专利技术公开了一种高强高韧的铝合金材料及其制备方法和用途，涉及铝合金材料，包括以下质量百分含量的组分：Mg为0.8～1.0％，S i为0.9～1.1％，L i为0.1～0.6％，Sc为0.15～0.25％，Y为0.45～0.55％，Mn为0.45～0.55％，Cu为0.40～0.50％，余量为A l及不可避免的杂质，制备方法包括如下步骤：备料、熔炼、精炼、过滤、铸造、均化。本发明专利技术的有益效果：本发明专利技术具有高强度、高韧性、高硬度、高导电性、高抗疲劳性、高耐腐蚀性及良好的超塑性，具有较好的适用性，应用范围较广，制备方法自动化程度高，生产效率高，使得制成的铝合金材料能够用于航天器的外壳及燃料箱，新能源汽车的电池托盘，汽车轻量化的转向系统部件、防撞梁，轨道车辆的箱体、内饰件的制造。内饰件的制造。
【技术实现步骤摘要】
一种高强高韧的铝合金材料及其制备方法和用途
[0001]本专利技术涉及铝合金材料
，更具体地说，它涉及一种高强高韧的铝合金材料及其制备方法和用途。
技术介绍
[0002]铝是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中得到广泛应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，铝的需求日益增多，对于铝及其合金性能的要求也在增高。铝属于一种轻质的金属材料，在铝与其合金的表面，易生成一层致密、牢固的AL2O3保护膜。这层保护膜只有在卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏。因此，铝有很好的耐大气腐蚀和水腐蚀的能力。铝的可塑性好，可轧成薄板和箔，可拉成管材和细丝，可挤压成各种民用的型材，也可以用大多数机床所能达到的最大速度进行车、铣、镗、刨等机械加工。工业纯铝具有铝的一般特点，密度小，抗腐蚀性能好，塑性加工性能好。然而，工业纯铝在拥有上述优点的同时，也存在着一些问题，其中最为突出的是强度和韧性不足的问题。
[0003]一般认为合金中的化学成分是决定合金强度的关键因素之一，主要合金元素低，则强度较低，韧性、耐蚀性及铸锭成形性较好，而主要合金元素高，则强度较高，韧性和耐蚀性降低，且随着主要合金元素含量提高，铸造成形性能下降。也就是说，想要获得高强度的合金材料，就要以牺牲韧性、耐蚀性以及成形性等作为代价。现有技术中，通常采用添加Zn，Cu，Mg等金属来增加铝合金的强度，但是，Zn，Cu，Mg等金属的加入，虽然增高了铝合金的强度，但是相应的也牺牲了部分工业纯铝的优势，如韧性、耐蚀性以及成形性。
[0004]目前，随着科技的不断发展，高新技术对于材料的要求也越来越高。铝合金材料作为一种有利于设备轻量化的多性能材料，需求越来越高，应用越来越广泛，因此对其的综合性能的要求也越来越高，迫切需要一种兼具高强度、高韧性的铝合金材料来代替市面上普通的铝合金材料，以扩大铝合金材料的应用领域。
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高强高韧的铝合金材料及其制备方法和用途，具有高强度、高韧性、高硬度、高导电性、高抗疲劳性、高耐腐蚀性及良好的超塑性，具有较好的适用性，应用范围较广。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高强高韧的铝合金材料，包括以下质量百分含量的组分：Mg为0.8～1.0％，Si为0.9～1.1％，Li为0.1～0.6％，Sc为0.15～0.25％，Y为0.45～0.55％，Mn为0.45～0.55％，Cu为0.40～0.50％，余量为Al及不可避免的杂质。
[0007]通过采用上述技术方案：本专利技术以铝为基体，在铝、镁、硅合金的基础上，添加铜、锰、锂、钪、钇这些少量合金元素，通过细化晶粒来提高材料的室温强度、韧性和塑性，获得多晶金属材料，其中，通过添加少量铜，能够提高铝合金材料的强度和导电性，增强铝合金
的耐蚀性，通过添加微量锂元素，能够降低合金的比重，增加刚度，提高铝合金材料的强度、韧性、抗疲劳性和耐腐蚀性，通过添加适量的锂、钇，起阻碍再结晶，细化再结晶晶粒的作用，减少了铁、硅等杂质原子进入固溶体的概率，提高形核率，增加了铝熔体单位体积内的晶粒数目，使铸态组织得到细化，通过钇的净化作用，可除去固溶体中的杂质元素，减少气孔数量，从而有利于提高铝合金材料的导热、导电性能，通过添加微量的钪，可促进晶粒细化，使其强度、硬度、焊接性能、耐腐蚀性能等得到很大提高，且通过钪的添加还可使铝合金材料具有良好的超塑性，则通过本申请的材料配比，使得制成的铝合金材料具有高强度、高韧性、高硬度、高导电性、高抗疲劳性、高耐腐蚀性及良好的超塑性，具有较好的适用性，应用范围较广。
[0008]本专利技术进一步设置为：还包括以下质量百分含量的组分：Cr≤0.30％，Fe≤0.20％，Zn≤0.10％，Ti≤0.20％。
[0009]本专利技术进一步设置为：所述Mg为0.90％，Si为0.10％。Li为0.20％，Sc为0.20％，Y为0.50％，Mn为0.50％，Cu为0.50％。
[0010]本专利技术还提供了一种高强高韧的铝合金材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]1)备料：准备原料，包括50～100重量份的铝硅中间合金、10～15重量份的铝锂中间合金、8～24重量份的铝稀土中间合金、965～985重量份的铝锭及6～12重量份的块状纯镁锭，对原料进行清洗后再烘干；
[0012]2)熔炼：将经过步骤1)处理后的原料投入熔炉自动化生产线中，通过自动进料控制系统的控制，实现原料的按比例混合，并将原料自动、循环连续地投入熔炉内，先投入铝锭，将温度升高至700～710℃，进行加热熔化，待铝锭熔化为铝液后，再投入铝硅中间合金、铝锂中间合金及铝稀土中间合金，共同加热到720℃～760℃熔化，待其完全熔化后，再投入块状纯镁锭继续进行加热，形成熔体，熔炉产生的烟气能够通过排油净化装置净化后再排出；
[0013]3)精炼：将经过步骤2)制成的熔体引入精炼炉，通过惰性气体吹入溶剂，采用惰性气体
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熔剂混和精炼法对熔体进行精炼，精炼温度控制在730℃～760℃，时间为15～30分钟，精炼结束后，静置40分钟；
[0014]4)过滤：将经过步骤3)精炼后的熔体引入在线过滤装置进行过滤，去除非金属夹杂物；
[0015]5)铸造：对经过步骤4)处理后的熔体进行铸造，温度控制在695℃～710℃，制得铝棒；
[0016]6)均化：对铝棒进行均匀化处理，采用560℃～580℃均匀化处理温度，保温5～8小时出炉，出炉后采用风冷加水雾冷却方式进行快速冷却，制得铝合金材料。
[0017]通过采用上述技术方案，操作简单，前后步骤衔接有序，工艺连续性好，自动化程度高，能够有效降低次品率，生产效率较高，符合铝合金材料大批量生产的需要，且通过自动进料控制系统控制原料的自动混合，实现原料的自动、循环输入，进料效率高，实现自动化、智能化生产，既提升了生产效率，又提升了产品质量，且烟气能够通过排油净化装置净化后再排出，从而能够避免污染环境，符合环保生产的理念。
[0018]本专利技术进一步设置为：所述步骤2)中的自动进料控制系统包括控制模块，所述控制模块连接有自动称重配料模块、自动输送供料模块及在线连续加料模块，所述称重配料
模块与自动输送供料模块连接，所述自动输送供料模块与在线连续加料模块连接，所述控制模块用于自动发布控制命令以实现对自动称重配料模块、自动输送供料模块及在线连续加料模块的实时控制。
[0019]通过采用上述技术方案，由于设置有自动进料控制系统，通过控制模块能够自动发布控制命令以实现对自动称重配料模块、自动输送供料模块及在线连续加料模块的实时控制，通过自动称重配料模块能够实现原料的按比例混合，混合完成后，通过自动输送供料模块及在线连续加料模块的配合协作，能将原料自动、循环连续地投入熔炉内，则通过自动进料控制系统的设置，能够对原料的加入进行智能化控制，使得铝合金材料的制备本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高强高韧的铝合金材料，其特征在于：包括以下质量百分含量的组分：Mg为0.8～1.0％，Si为0.9～1.1％，Li为0.1～0.6％，Sc为0.15～0.25％，Y为0.45～0.55％，Mn为0.45～0.55％，Cu为0.40～0.50％，余量为Al及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种高强高韧的铝合金材料，其特征在于：还包括以下质量百分含量的组分：Cr≤0.30％，Fe≤0.20％，Zn≤0.10％，Ti≤0.20％。3.根据权利要求1所述的一种高强高韧的铝合金材料，其特征在于：所述Mg为0.90％，Si为0.10％。Li为0.20％，Sc为0.20％，Y为0.50％，Mn为0.50％，Cu为0.50％。4.一种如权利要求1
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3任意一项所述高强高韧的铝合金材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)备料：准备原料，包括50～100重量份的铝硅中间合金、10～15重量份的铝锂中间合金、8～24重量份的铝稀土中间合金、965～985重量份的铝锭及6～12重量份的块状纯镁锭，对原料进行清洗后再烘干；2)熔炼：将经过步骤1)处理后的原料投入熔炉自动化生产线中，通过自动进料控制系统的控制，实现原料的按比例混合，并将原料自动、循环连续地投入熔炉内，先投入铝锭，将温度升高至700～710℃，进行加热熔化，待铝锭熔化为铝液后，再投入铝硅中间合金、铝锂中间合金及铝稀土中间合金，共同加热到720℃～760℃熔化，待其完全熔化后，再投入块状纯镁锭继续进行加热，形成熔体，熔炉产生的烟气能够通过排油净化装置净化后再排出；3)精炼：将经过步骤2)制成的熔体引入精炼炉，通过惰性气体吹入溶剂，采用惰性气体
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【专利技术属性】
技术研发人员：金祥龙，唐竹红，陈伟，
申请(专利权)人：浙江乐祥铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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