一种耐振动疲劳铝合金及其制备方法技术

本申请涉及铝合金技术领域，具体公开了一种耐振动疲劳铝合金及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种耐振动疲劳铝合金及其制备方法


[0001]本申请涉及铝合金
，更具体地说，它涉及一种耐振动疲劳铝合金及其制备方法
。

技术介绍

[0002]铝合金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
、
船舶及化学工业中已大量应用
。
而铝合金框架是由挤压工业铝型材和专用工业铝型材配件连接所组成的万用系统框架的统称，主要应用于铝合金门窗中
。
[0003]铝合金门窗，是指采用铝合金挤压型材为框
、
梃
、
扇料制作的门窗称为铝合金门窗，简称铝门窗；而铝合金门窗在使用过程中，往往易受到大风大雨的考验，过程中铝合金挤压型材会发生频繁振动，容易引发振动疲劳
。
而振动疲劳是结构所受动态交变载荷
(
如振动
、
冲击
、
噪声载荷等
)
的频率分布与结构固有频率分布具有交集或相接近
,
从而使结构产生共振所导致的疲劳破坏现象
,
也可以直接说成是结构受到重复载荷作用激起结构共振所导致的疲劳破坏
。
因此，振动疲劳的出现，会导致铝合金型材发生不可逆形变，进而容易导致密封性受损，影响自身整体的使用寿命
。
[0004]故特提供一种耐振动疲劳铝合金及其制备方法
。

技术实现思路

[0005]为了提高铝合金的抗振动疲劳能力，使其自身不易发生不可逆形变，本申请提供一种耐振动疲劳铝合金及其制备方法
。
[0006]第一方面，本申请提供一种耐振动疲劳铝合金，采用如下的技术方案：一种耐振动疲劳铝合金，由包含以下质量百分比的原料制成：镁
0.1
‑
0.5
％；铬
0.2
‑
0.5
％；铁
0.5
‑
1.5
％；铜
1.2
‑
2.0
％；硅
2.5
‑
6.5
％；锆
0.05
‑
0.1
％；锌
0.1
‑
0.3
％；锰
0.1
‑
0.5
％；镍钛基合金
0.1
‑
1.2
％；稀土元素料
0.05
‑
0.15
％；余量为铝
。
[0007]通过采用上述技术方案，镁的加入能够提高铝合金的耐腐蚀性能；铬能改善铝合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性；铁
、
铜和锰的配合，能够提高铝合金的整体硬度；硅能够提高铝合金的高稳流动性，并使铝合金产品保持优异的耐磨性；锆的加入能够细化铝合
金的晶粒组织；锌的加入可以提高铝合金的强度
、
耐腐蚀性和铸造性能
。
同时，本申请通过镍钛基合金和稀土元素料间的配合，发现其能够成交叉网状分布于晶界和枝晶间，并使枝晶组织由粗大树枝状转变为绵密状，进而在受到振动作用时，疲劳裂纹不易形成；即使形成一些初始的细小疲劳裂纹，则此疲劳裂纹扩展遇到前方复杂的枝晶组织时会受到很大的抑制，不易形成较大的疲劳裂纹；如此，表面能够使得到的铝合金在应用受到频繁振动影响时，不易产生疲劳破坏，也不易发生不可逆形变，整体结构能够保持优异的稳定性，进而具有较长的使用寿命
。
[0008]优选的，所述耐振动疲劳铝合金的原料中还加入有质量百分比为
0.1
‑
0.5
％的复合助剂，所述复合助剂由镀镍石墨和微晶石蜡组成，且镀镍石墨和微晶石蜡的重量比为
1:(0.12
‑
0.28)。
[0009]通过采用上述技术方案，石墨的使用能够有效抵抗振动引起的疲劳破坏，但石墨颗粒表面存在细小凹坑，在合金中使用时通常在其界面出存在孔隙，导致界面结构松散，因此对接进行镀镍处理得到镀镍石墨，以保证具有优异的界面结合强度
。
而在实际应用过程中，镀镍石墨的分散性较差，易发生颗粒间的团聚，本申请通过镀镍石墨和微晶石蜡的搭配，使镀镍石墨在铝合金的制备过程中能够充分分散，且最终微晶石蜡会因铝合金较高的熔炼温度而挥发，正是通过微晶石蜡的前期熔融分散作用，克服了镀镍石墨的实际应用缺陷，进而能够使铝合金的抗振动疲劳能力大大提高，在应用过程中更加不易发生不可逆形变
。
[0010]优选的，所述镀镍石墨和微晶石蜡的重量比为
1:0.17。
[0011]通过采用上述技术方案，上述重量比的镀镍石墨和微晶石蜡能够在应用过程中起到优异的配合效果，不仅能够通过微晶石蜡使镀镍石墨在铝合金体系中保持优异的分散性，还能够在微晶石蜡的后期挥发过程中，保证镀镍石墨与其他组分原料间形成稳定的界面结合强度，进而保证得到的铝合金具有的优异的抵抗振动引起的疲劳破坏能力
。
[0012]优选的，所述镀镍石墨的粒径为
15
‑
45
μ
m
，微晶石蜡的分子量为
500
‑
1000
，微晶石蜡的粒径为
20
‑
100
μ
m。。
[0013]通过采用上述技术方案，上述规格的微晶石蜡更能够对上述规格的镀镍石墨起到优异的辅助和配合作用，保证镀镍石墨能更加均匀的分散于铝合金混合体系中并发挥稳定作用，进而能够得到抗振动疲劳能力优异的铝合金
。
[0014]优选的，所述镍钛基合金为
Ni
‑
45Ti
型合金
。
[0015]通过采用上述技术方案，
Ni
‑
45Ti
型合金的熔点低，自熔性能好，在应用过程中更能够与稀土元素料快速配合，以保证其能够成交叉网状更加均匀的分布于晶界和枝晶间，抗疲劳裂纹扩展的能力较为优异，进而保证得到的铝合金具有突出优异的抗振动疲劳能力
。
[0016]优选的，所述稀土元素料为铈
、
镨
、
钕
、
钪
、
钇和钆中的一种或几种的组合物
。
[0017]通过采用上述技术方案，上述种类的稀土元素料均能够在应用过程中起到稳定的细化晶粒和枝晶的作用，并与镍钛基合金能够发挥出稳定的配合作用，保证得到的铝合金在应用受到频繁振动影响时不易产生疲劳破坏，整体结构稳定优异
。
[0018]优选的，所述稀土元素料由镨和钇组成，且镨和钇的重量比为
1:(0.8
‑
1.2)。
[0019]通过采用上述技术方案，镨和钇按特定比例范围组成稀土元素料使用时，能够发
挥出优异的合金相表面缺陷修饰作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种耐振动疲劳铝合金，其特征在于，由包含以下质量百分比的原料制成：镁 0.1
‑
0.5%
；铬 0.2
‑
0.5%
；铁 0.5
‑
1.5%
；铜 1.2
‑
2.0%
；硅 2.5
‑
6.5%
；锆 0.05
‑
0.1%
；锌 0.1
‑
0.3%
；锰 0.1
‑
0.5%
；镍钛基合金 0.1
‑
1.2%
；稀土元素料 0.05
‑
0.15%
；余量为铝
。2.
根据权利要求1所述的耐振动疲劳铝合金，其特征在于：所述耐振动疲劳铝合金的原料中还加入有质量百分比为
0.1
‑
0.5%
的复合助剂，所述复合助剂由镀镍石墨和微晶石蜡组成，且镀镍石墨和微晶石蜡的重量比为
1:
（
0.12
‑
0.28
）
。3.
根据权利要求2所述的耐振动疲劳铝合金，其特征在于：所述镀镍石墨和微晶石蜡的重量比为
1:0.17。4.
根据权利要求2所述的耐振动疲劳铝合金，其特征在于：所述镀镍石墨的粒径为
15
‑
45
μ
m
，微晶石蜡的分子量为
500
‑
1000
，微晶石蜡的粒径为
20
‑
100
μ
m。5.
根据权利要求1所述的耐振动疲劳铝合金，其特征在于：所述镍钛基合金为
Ni
‑
45Ti
型合金
。6.
根据权利要求1所述的耐振动疲劳铝合金，其特征在于：所述稀土元素料为铈
、

【专利技术属性】
技术研发人员：俞慧冈，刘文迅，
申请(专利权)人：上海励益铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：