高纯高强高韧铝合金制造技术

本发明专利技术属于冶金领域，涉及铝合金，特别涉及一种高纯高强高韧铝合金，其包括以重量百分比wt％表示的以下组分：Zn5-8.5wt％，Mg1.5-2.8wt%，Cu1.2-2.5wt％，Mn0.5-1.5wt％，Cd0.1-0.2wt％，Sr0.05-0.25wt％，Bi0.01-0.15wt％，Ti0.005-0.05wt%，Fe＜0.12wt％，Si＜0.1wt％，余量为Al。本发明专利技术所述的高纯高强高韧铝合金综合性能优异，其不但具有高纯度、高强度和高韧性，同时还具有良好的耐腐蚀性能以及可铸造成形性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金领域，涉及铝合金，尤其是一种高纯高强高韧铝合金。
技术介绍
铝合金具有密度小、强度高、易成型加工、导电导热性好以及资源丰富等众多优良性能，是工业中应用最为广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、交通、建材、石油、化工、电子、电力、国防等领域均有广泛应用。过去几十年，人们对于如何提高铝合金的强度进行了广泛深入的研究，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为代价。然而随着现代工业与国防的发展，不仅对于铝合金的需求量越来越大，对于铝合金综合性能的要求也越来越 高。特别是在航空航天以及汽车制造等领域，不仅对于降低结构件重量以降低能耗、节约资源的要求越来越高，而且对于主要结构件能够承受巨大冲击和振动亦即具备良好的韧性的要求也日益迫切，兼具高纯度、高强度、高韧性以及优良的耐腐蚀性和成形性等优异综合性能的铝合金亟待出现。CN 100410406C公开了一种同时具有较高的抗拉强度和延伸率综合力学性能的高强高韧铸造铝合金，其由以下组分按重量百分比组成=Cu 4. 5-7. O ；V0. 05-0. 3 ；Mn0.3-0. 45 ；Ti 0. 15-0. 35 ；B 0. 005-0. 06 ；Cd 0. 15-0. 25 ；Zr 0. 05-0. 2 ；Pr 0. 03-0. 7 ；A1余量。该专利技术的铸造铝合金最高抗拉强度达520Mpa时，其延伸率为13. 5%，其强度和韧性均高于ZL205A合金；该专利技术铸造铝合金在延伸率为16. 5%时，其抗拉强度达到505MPa，比高韧205A合金的抗拉强度提高了 lOOMPa。CN1204281C公开了一种高纯、高强铝合金，其化学成分及含量为7_9 % Zn，1.7-3. 0%Mg, I. 5-2. 6% Cu,O. 1-0. 25% Zr，Cr 小于O. l%，Ti 小于O. 06%,Fe 小于O. 15%,Si小于O. 12%，余量为Al。该专利技术具有高的强度，良好的抗腐蚀性能和耐剥落腐蚀性能，较好的断裂韧性以及良好的可铸造成型性。CN100554464C公开了一种高强韧含锰铝合金，特别涉及一种喷射成形制备的高强高韧的7000系铝合金材料，其成分按重量百分比计为Zn8. 0-9wt %, Mg2. 5-3. 2wt%,Cul. 5-2. 0wt%, MnO. 8-2. 5wt%, ZrO. 1-0. 3wt%, TiO. 01-0. 3wt%, B0. 005-0. 05wt%, Al 余量。该高强韧铝合金的强化相除常见的G. P区、η’和Jl(MgZn2)相外，还有弥散细小的含锰金属间化合物，使之具有超过800MPa的抗拉强度和达到5. 3%及以上的延伸率，具有更好的耐热性，可以提高航空及运输工具材料的结构效率和性能。CN101403060B公开了一种高耐损伤铝合金，其特征在于铝合金的基体中加入了0.001% -1.0% (重量百分比)的铋。所加铋的最佳含量范围为0.001-0. 3%。该高耐损伤铝合金的制备方法是在铝合金的熔炼过程中加入金属铋来实现的。该专利技术由于添加微量铋，显著提高了材料的强韧性，特别是提升了材料的耐疲劳损伤性能。该高耐损伤铝合金可用于航空、汽车等行业的结构件。上述提及的铝合金，或纯度较低，或韧性不高，或耐腐蚀性能较差，或成形性不佳，在综合性能方面均有所欠缺，人们所期待的综合性能优异的铝合金至今尚未出现。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种综合性能优异的铝合金，其具有高纯度、高强度、高韧性，同时还具有良好的耐腐蚀性能以及可铸造成形性。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种高纯高强高韧铝合金，其包括以重量百分比表示的以下组分 Zn 5-8. 5wt %, Mg I. 5-2. 8wt%, Cu I. 2-2. 5wt %, Mn O. 5-1. 5wt %, Cd0.1-0. 2wt%, Sr 0. 05-0. 25wt%,Bi 0. 01-0. 15wt%,Ti 0. 005-0. 05wt%, Fe < 0. 12wt%,Si < 0. lwt%，余量为 Al。所述Zn，含量过高不利于合金的铸造成型，含量过低则影响合金强度。在本专利技术所述的高纯高强高韧铝合金中，所述Zn的重量百分比为5-8. 5wt%，例如可以是 5_6wt %，5. 5_7wt %，5. 2_8wt %，5. 6-6. 6wt %，7-8. 5wt %，5wt %，5. Iwt %，5.5wt %，5. 9wt %，6wt %，6. 3wt %，6. 5wt %，6. 8wt %，6. 9wt %，7wt %，7. 4wt %，7. 5wt %，7. 7wt %，7. 85wt %，8wt %，8. 05wt %，8. Iwt %，8. 2wt %，8. 3wt %，8. 5wt % ;优选为6-8wt% ;最优选为 6. 5-7. 5wt%0所述Mg与Zn是共同构成合金强化相MgZn2的重要元素，Cu起到加速时效的作用，同时提高耐腐蚀性。考虑到高强合金减小铸锭开裂因素，需Mg > Cu，因此Mg元素整体含量要求大于Cu。在本专利技术所述的高纯高强高韧铝合金中，所述Mg的重量百分比为1.5_2.8wt%，例如可以是 I. 5-2wt %，I. 7-2. 5wt %，I. 8-2. 2wt %，2-2. 4wt %，2. 1-2. 8wt %, I. 5wt %,1.52wt %，I. 58wt %，I. 6wt %，I. 65wt %，I. 7wt %，I. 76wt %，I. 8wt %，I. 9wt %，I. 95wt %，2wt %，2. 03wt %，2. Iwt %，2. 2wt %，2. 3wt %，2. 4wt %，2. 5wt %，2. 6wt %，2. 7wt %，2.8wt% ;优选为 1.6-2. 5wt% ;最优选为 1.8-2. 2wt%。在本专利技术所述的高纯高强高韧铝合金中，所述Cu的重量百分比为I. 2-2. 5wt%,例如可以是 I. 2-1. 5wt%, I. 3-1. 6wt%, I. 5-2wt%, I. 65-2. 3wt%, I. 8-2. 5wt%, I. 2wt%,I.25wt %, I. 3wt %, I. 39wt %, I. 4wt %, I. 45wt %, I. 5wt %, I. 52wt %, I. 6wt %, I. 64wt %,1.7wt %, I. 78wt %, I. 8wt %, I. 83wt %, I. 9wt %, 2. Owt %, 2. Iwt %, 2. 2wt % , 2. 3wt %,2.4wt%,2. 5wt% ;优选为 I. 5-2. 4wt% ;最优选为 I. 6-2. Iwt满足上述含量范围的Mg和Cu，既能够使合金具备一定的强度和耐腐蚀性，又能够保证铸锭成形所必须的要求。所述Mn元素在Al-Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯高强高韧铝合金，其特征在于，包括以重量百分比wt％表示的以下组分：Zn？5？8.5wt％，Mg？1.5？2.8wt%，Cu？1.2？2.5wt％，Mn？0.5？1.5wt％，Cd？0.1？0.2wt％，Sr？0.05？0.25wt％，Bi？0.01？0.15wt％，Ti？0.005？0.05wt%，Fe＜0.12wt％，Si＜0.1wt％，余量为Al。

【技术特征摘要】
1.一种高纯高强高韧铝合金，其特征在于，包括以重量百分比Wt%表示的以下组分Zn 5-8. 5wt%, Mg I. 5-2. 8wt%, Cu I. 2-2. 5wt%, Mn 0. 5-1. 5wt%, Cd 0. 1-0. 2wt%, Sr0.05-0. 25wt%,Bi 0. 01-0. 15wt%,Ti 0. 005-0. 05wt%, Fe < 0. 12wt%, Si < 0. ^^%，余量为Al。2.根据权利要求I所述的铝合金，其特征在于，所述Zn在所述铝合金中的重量百分比为 6-8wt %，优选为 6. 5-7. 5wt %。3.根据权利要求I或2所述的铝合金，其特征在于，所述Mg在所述铝合金中的重量百分比为 I. 6-2. 5wt%，优选为 I. 8-2. 2wt%04.根据权利要求1-3之一所述的铝合金，其特征在于，所述Cu在所述铝合金中的重量百分比为 I. 5-2. 4wt%，优选为 I. 6-2. Iwt % ο5.根据权利要求1-4之一所述的铝合金，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶伟炳，
申请(专利权)人：东莞市闻誉实业有限公司，
类型：发明
国别省市：