【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铝合金板材及其制备方法。
技术介绍
1、铜和铝作为两种重要的导电材料，铝相比于铜具有轻质、耐腐蚀、成形性好、成本低等优点，在电力运输、储能电站、新能源汽车等领域得以应用，“以铝代铜”是我国产业结构转型促进我国铝导体发展的重要举措。6101铝合金是6xxx系变形铝合金的一种，是al-mg-si系可热处理强化的变形铝合金，是以mg和si为主要合金元素并以mg2si相作为主要强化相，因其具备低合金化能力的同时还具有中等强度、良好的导电性能，成为近些年来导电材料的热门研究对象。
2、近几年来，微合金化成为合金开发的热点，在铝合金中添加少量的合金元素可以改变析出相形貌或者合金结构，在一定程度上提高材料的综合性能。影响铝合金导电性能主要是时效析出弥散分布的第二相，相对于固溶原子而言对导电电子散射作用较小，易获得较高的电导率。针对于导电铝合金在实际应用中不仅要求其具有较高的强度，还需具备优异的导电性能，而铝合金的力学性能和导电性能不易兼得。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是要解决现有铝合金的力学性能和导电性能不易兼得的问题，而提供一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材及其制备方法。
2、本专利技术通过微合金化即在现有变形铝合金中混合添加合金元素fe和稀土元素(la、ce)经过形变处理从而提高强度的同时保证材料电导率。
3、一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：mg：0.46～0.57％、si：0.39～0.42
4、一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材的制备方法，是按以下步骤完成的：
5、一、制备铝合金铸锭：
6、①、按以下质量分数：mg：0.46～0.57％、si：0.39～0.42％、fe：0.06～0.36％、la：0.07％、ce：0.13％、cu≤0.1％、mn≤0.03％、cr≤0.03％、不可避免的杂质总量不超过0.1％和余量为al称取6101铝合金、al-20fe中间合金、al-10(la-ce)中间合金，得到原料；
7、②、将6101铝合金放入600℃～610℃预热的高纯石墨坩埚中再放入井式坩埚炉中加热，调节坩埚炉温度控制器，炉温设置为750℃～760℃，保温至铝合金全部熔化，去除表面氧化膜，再加入使用铝箔包裹的al-20fe中间合金，用钟罩将其压入铝液内部，保温25min～30min后使用石磨棒搅拌5min～10min，使其均匀分布在铝液中；再将坩埚炉温度调节至720℃～725℃，加入使用铝箔包裹的al-10(la-ce)中间合金，保温20min～25min后，升温至750℃～760℃，最后放入原材料质量的1％六氯乙烷精炼除气，静置10～15min后除去铝液表面上的浮渣和氧化膜，熔炼结束后将铝合金液浇入事先在电阻炉中250℃～300℃预热的圆柱形金属模具中，浇注温度为720℃～730℃，得到圆柱形铝合金铸锭；
8、二、均匀化处理：
9、将圆柱形铝合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化处理后的铝合金铸锭；
10、三、轧制变形：
11、将均匀化处理后的铝合金铸锭进行线切割，得到轧制坯料；对轧制坯料加热保温后进行热轧、冷轧两种轧制工艺，得到改善合金强度和导电性能的铝合金板材。
12、本专利技术的原理：
13、本专利技术中通过向6101铝合金中混合添加少量的fe元素和混合稀土元素la、ce，fe元素在铝合金中溶解度较低，一般形成金属间化合物，当fe含量控制在一定范围内，通过形变工艺后粗大的富铁相alfesi断裂，颗粒状alfesi富铁相在变形过程中阻碍位错运动，使材料强度提升，富fe相促进铝合金再结晶形核，有利于再结晶细化晶粒；铝合金中加入稀土元素在熔炼过程起净化作用，并且可以将针状β-alfesi转化为颗粒状α-alfesi，削弱针状富铁相对铝合金性能的不利影响，同时稀土的加入一定程度上提高6101铝合金的导电性能。
14、本专利技术的优点：
15、本专利技术改善6101铝合金的强度与导电性能，使其抗拉强度达到177.3mpa以上、硬度达到87.6hv以上的同时，电导率达到42.50％iacs以上，达到铝合金力学性能和导电性能相平衡。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：Mg：0.46～0.57％、Si：0.39～0.42％、Fe：0.06～0.36％、La：0.07％、Ce：0.13％、Cu≤0.1％、Mn≤0.03％、Cr≤0.03％、不可避免的杂质总量不超过0.1％、余量为Al。
2.根据权利要求1所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：Mg：0.57％、Si：0.42％、Fe：0.06％、La：0.07％、Ce：0.13％、Cu：0.0037％、Mn：0.001％、Cr：0.001％、不可避免的杂质总量不超过0.1％、余量为Al。
3.根据权利要求1所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：Mg：0.57％、Si：0.42％、Fe：0.16％、La：0.07％、Ce：0.13％、Cu：0.0037％、Mn：0.001％、Cr：0.001％、不可避免的杂质总量不超过0.1％、余量为Al。
4.根据权
5.根据权利要求1所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：Mg：0.57％、Si：0.42％、Fe：0.36％、La：0.07％、Ce：0.13％、Cu：0.0037％、Mn：0.001％、Cr：0.001％、不可避免的杂质总量不超过0.1％、余量为Al。
6.根据权利要求1所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的厚度为3～4mm。
7.如权利要求1所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材的制备方法，其特征在于所述制备方法具体是按以下步骤完成的：
8.根据权利要求7所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤一①中所述稀土元素La、Ce采用Al-10(La-Ce)中间合金形式添加到铝合金液中，其中Al-10(La-Ce)中间合金中La含量占比为3.5％、Ce含量占比为6.5％，余量为Al；步骤一②中所述的圆柱形铝合金铸锭的直径65mm～67mm、高70mm～72mm；步骤二中所述的均匀化处理的工艺为：将圆柱形铝合金铸锭放置电阻炉中加热至530℃～540℃，保温6h～8h，出炉空冷，得到均匀化处理后的铝合金铸锭。
9.根据权利要求7所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤三中将均匀化处理后的铝合金铸锭线切割成(38mm～40mm)×(38mm～40mm)×(38mm～40mm)的轧制坯料，并用砂纸将轧制坯料表面杂质及油污打磨干净，对轧制坯料用箱式电阻炉加热至500℃～520℃保温20min～30min后进行热轧、冷轧两种轧制工艺。
10.根据权利要求7所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材的制备方法，其特征在于步骤三中所述的热轧是采用3道次轧制，每道次压下率分别为28％～30％、13.6％～14.3％、23％～25％，每道次间保温10min～20min，热轧温度为470℃～490℃；步骤三中所述的冷轧是采用1道次轧制，压下率为22％～22.2％。
...【技术特征摘要】
1.一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：mg：0.46～0.57％、si：0.39～0.42％、fe：0.06～0.36％、la：0.07％、ce：0.13％、cu≤0.1％、mn≤0.03％、cr≤0.03％、不可避免的杂质总量不超过0.1％、余量为al。
2.根据权利要求1所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：mg：0.57％、si：0.42％、fe：0.06％、la：0.07％、ce：0.13％、cu：0.0037％、mn：0.001％、cr：0.001％、不可避免的杂质总量不超过0.1％、余量为al。
3.根据权利要求1所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：mg：0.57％、si：0.42％、fe：0.16％、la：0.07％、ce：0.13％、cu：0.0037％、mn：0.001％、cr：0.001％、不可避免的杂质总量不超过0.1％、余量为al。
4.根据权利要求1所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：mg：0.57％、si：0.42％、fe：0.26％、la：0.07％、ce：0.13％、cu：0.0037％、mn：0.001％、cr：0.001％、不可避免的杂质总量不超过0.1％、余量为al。
5.根据权利要求1所述的一种改善合金强度和导电性能的铝合金板材，其特征在于所述铝合金板材的成分组成按质量分数计如下：mg：0.57％、si：0.42％、fe：0.36％、la：0.07％、ce：0.13％、cu：0.0037％、mn：0....
【专利技术属性】
技术研发人员：康福伟，张霖霖，汪恩浩，赵娜，张炳鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。