一种基于再生铝的高延伸率铝合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于再生铝的高延伸率铝合金材料，包括有以下配比的各组分：Si：6.5

【技术实现步骤摘要】
一种基于再生铝的高延伸率铝合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种铝合金材料及方法，尤其涉及一种基于再生铝的高延伸率铝合金材料、以及利用再生铝制备该高延伸率铝合金材料的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的快速发展，大型一体化压铸开始得到广泛应用；例如，现行的新能源汽车厂商在滑块底板、后底板、前机舱、减震塔和部分连接器件上使用大型一体化压铸。为了获得产品良好的韧性，现阶段普遍使用免热处理材料，相关材料普遍要求Fe元素含量不大于0.12%，因此，免热处理铝合金对各合金成分的严格控制需求，导致生产相关材料时必须使用电解铝，然而生产电解铝将消耗大量的能源并生成大量污染（前道生产氧化铝会产生赤泥），这与现阶段所推行的低碳生产政策矛盾；另一方面，低Fe合金虽赋予合金良好的韧性，但在压铸工艺上产品容易拉模，使得产品变形量大，易出现产品R角收缩性裂纹等缺陷。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种高延伸率铝合金材料及其制备方法。
[0004]为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于再生铝的高延伸率铝合金材料，包括有以下配比的各组分：Si：6.5
‑
7.0%，Fe：0.12%
‑
0.35%，Cu：≤0.30%，Mn：0.4
‑
0.8%，Mg：0.1
‑
0.6%，Zn：≤0.30%；Mo：0.05
‑
0.15%，Sr：0.02
‑/>0.05%，Ca：≤0.002%，改性纳米级Y2O3：≤0.10%，杂质总和：≤0.15%，其余为Al。
[0005]进一步地，基于再生铝的高延伸率铝合金材料以综合Fe含量低于0.4%的再生铝材料为原料制备而成。
[0006]进一步地，基于再生铝的高延伸率铝合金材料的原料选用还包括有：2202规格金属硅、纯镁锭、锌块、50%的铝铜合金、10%的铝钼合金、10%的铝锶合金。
[0007]一种高延伸率铝合金材料的制备方法，包括以下制备流程：S1、原料选择，预先准备好高延伸率铝合金材料制备所需原料，包括：综合Fe含量低于0.4%的再生铝材料、2202规格金属硅、纯镁锭、锌块、50%的铝铜合金、10%的铝钼合金、10%的铝锶合金、氧化钇粉末；S2、氧化钇预处理：将氧化钇处理为呈松散絮状的结构，获得改性纳米级Y2O3；S3、熔化：再生铝材料热融，并与改性纳米级Y2O3混合，获得晶粒分布均匀的熔融铝液；S4、合金化：根据熔化后的铝液量加入符合配制重量要求的2022规格金属硅、纯镁锭、锌块、铝铜合金、铝锰合金以及铝钼合金；多点取样进行成分的确认，使成分符合高延伸率铝合金材料的配比要求；
S5、精炼：确保熔炼炉内的铝液温度调到720
‑
740℃间，进行精炼除气；S6、静置：将铝液表面的铝渣扒干净后静置10分钟以上，进行成分的再次确认，确保成分符合高延伸率铝合金材料的配比要求；S7、检验：除气及成分确认完成后，进行密度当量测试和含渣量测试，密度当量≤2.0%，含渣量K≤2/20；并确认铝液温度在700℃
±
20℃;S8、变质：加入变质剂铝锶合金，通入氮气并快速搅拌（，使Sr元素含量控制在0.02
‑
0.05%，制备得到高延伸率铝合金材料。
[0008]进一步地，步骤S3中，以反射炉做熔炼炉，向熔炼炉中分批次加入综合Fe含量低于0.4%的再生铝材料，保持搅拌，搅拌后去除铝液表面浮渣，再按量加入改性纳米级Y2O3。
[0009]进一步地，综合Fe含量低于0.4%的再生铝材料的添加量在总原料占比为80%。
[0010]进一步地，步骤S2中，氧化钇预处理过程为：采用盐酸溶液溶解氧化钇，加入分散剂聚乙二醇、以及无水乙醇搅拌获得透明状溶液；透明溶液保持搅拌状态时加入氨水，直至出现溶胶状态；离心处理获得纯凝胶物质，检测到不存在cl元素时，继续进行共沸蒸馏；在凝胶物质中加入吸水剂正丁醇，以正丁醇的沸点118℃进行蒸馏，直至正丁醇完全恢发，蒸馏提纯所获得粉末物质继续投入到马弗炉中于1000℃煅烧4小时，此时已获得改性后的氧化钇产物；再经球磨处理后制备得到后续高延伸率铝合金制备工艺所需的改性纳米级氧化钇。
[0011]进一步地，步骤S4中，炉内多点取样进行成分的确认不符合要求时，根据确认出的化学成分，选择性添加5052、6060、6063和3003铝材，直至成分调整符合要求。
[0012]进一步地，步骤S中，精炼除气的方式为：采用0.4
‑
0.6%质量的精炼粉剂与氮气一起吹向炉内，其中氮气压力0.4
‑
0.5MPa，精炼20
‑
30分钟；或者，单独通入氮气，除气15
‑
20分钟，全部使用叉车装载除气装置的方式，在炉内均匀除渣除气。
[0013]本专利技术公开了一种高延伸率铝合金材料及其制备方法，1）添加并控制硅、镁、铁、铜、锰、锌等元素的含量及相互关系，配比原则为既保证合金中能形成足够的强化相，又保证具有一定的流动性且杂质的含量不产生热裂倾向。2）特别是增强了对Fe的容忍度，使得本专利技术的合金材料可以以再生铝为原料实现生产，实现再生铝的合理利用，减少免热处理合金的电解铝的使用量，从而减少碳排放，符合现如今的低碳生产政策。3）创新性的添加氧化钇组分，利用改性后呈松散絮状的氧化钇提升晶粒分布的均匀程度，形成充分弥散的细化组织状态，实现提高对Fe的容忍度的同时，满足大型一体化压铸对性能的要求，减低拉模现象发生的听说，还能够减少压铸工艺产生的产品缺陷。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0016]本专利技术公开了一种基于再生铝的高延伸率铝合金材料，是一款利用再生铝所生产的免热处理高延伸率铝合金材料，包括有以下配比的各组分：Si：6.5
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7.0%，Fe：0.12%
‑
0.35%，Cu：≤0.30%，Mn：0.4
‑
0.8%，Mg：0.1
‑
0.6%，Zn：≤0.30%；Mo：0.05
‑
0.15%，Sr：0.02
‑
0.05%，Ca：≤0.002%，改性纳米级Y2O3：≤0.10%，杂质总和：≤0.15%，其余为Al。
[0017]在原料的选用上，以综合Fe含量低于0.4%的再生铝材料为原料实现Fe的添加，控制Fe元素的含量在所获得要延伸率铝合金材料中的含量≤0.35%（容忍度0.35%），同时，为规避现有的应用于一体化压铸的低Fe合金的易拉模、收缩性裂纹等缺陷，本专利技术的高延伸率铝合金材料的Fe含量≥0.12%；通过提高Fe元素含量提高压铸成品率，减少压铸工艺产生的产品缺陷。
[0018]同时，添加有具有细晶效应的纳米级氧化钇（本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于再生铝的高延伸率铝合金材料，其特征在于：包括有以下配比的各组分：Si：6.5
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7.0%，Fe：0.12%
‑
0.35%，Cu：≤0.30%，Mn：0.4
‑
0.8%，Mg：0.1
‑
0.6%，Zn：≤0.30%；Mo：0.05
‑
0.15%，Sr：0.02
‑
0.05%，Ca：≤0.002%，改性纳米级Y2O3：≤0.10%，杂质总和：≤0.15%，其余为Al。2.根据权利要求1所述的基于再生铝的高延伸率铝合金材料，其特征在于：所述基于再生铝的高延伸率铝合金材料以综合Fe含量低于0.4%的再生铝材料为原料制备而成。3.根据权利要求2所述的基于再生铝的高延伸率铝合金材料，其特征在于：所述基于再生铝的高延伸率铝合金材料的原料选用还包括有：2202规格金属硅、纯镁锭、锌块、50%的铝铜合金、10%的铝钼合金、10%的铝锶合金。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述的高延伸率铝合金材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备流程：S1、原料选择，预先准备好高延伸率铝合金材料制备所需原料，包括：综合Fe含量低于0.4%的再生铝材料、2202规格金属硅、纯镁锭、锌块、50%的铝铜合金、10%的铝钼合金、10%的铝锶合金、氧化钇粉末；S2、氧化钇预处理：将氧化钇处理为呈松散絮状的结构，获得改性纳米级Y2O3；S3、熔化：再生铝材料热融，并与改性纳米级Y2O3混合，获得晶粒分布均匀的熔融铝液；S4、合金化：根据熔化后的铝液量加入符合配制重量要求的2022规格金属硅、纯镁锭、锌块、铝铜合金、铝锰合金以及铝钼合金；多点取样进行成分的确认，使成分符合高延伸率铝合金材料的配比要求；S5、精炼：确保熔炼炉内的铝液温度调到720
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740℃间，进行精炼除气；S6、静置：将铝液表面的铝渣扒干净后静置10分钟以上，进行成分的再次确认，确保成分符合高延伸率铝合金材料的配比要求；S7、检验：除气及成分确认完成后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军国，杨吟秋，
申请(专利权)人：南通众福新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：