一种铝合金的制作方法

文档序号:12347084阅读:335来源:国知局

本发明涉及铝合金材料领域,特别是指一种高强度铝合金。



背景技术:

纯铝的密度小,大约是铁的1/3,熔点低,为660℃,铝是面心立方结构,故具有很高的塑性,易于加工,可制成各种型材和板材。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。

将铝合金用作地板,常用铝合金材料强度不够,或者现有铝合金强度够高,但是成本太高。



技术实现要素:

本发明提出一种铝合金,解决了上述现有铝合金材料用作地板无法兼顾成本和强度的问题。

本发明的技术方案是这样实现的:

一种铝合金,包括以下重量百分比的组分:硅10%~15%,铜0.8%~1.5%,锰0.8%~1.5%,镁8%~13%,铬0.8%~1.5%,锌0.8%~1.5%,镍0.8%~1.5%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

作为本发明的进一步改进,铜、锰、铬、锌和镍的重量百分比相同。

作为本发明的进一步改进,所述铝合金包括以下重量百分比的组分:硅13%,铜1.2%,锰1.2%,镁10%,铬1.2%,锌1.2%,镍1.2%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

作为本发明的进一步改进,所述铝合金包括以下重量百分比的组分:硅15%,铜1%,锰1%,镁8%,铬1%,锌1%,镍1%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

作为本发明的进一步改进,所述铝合金包括以下重量百分比的组分:硅10%,铜0.8%,锰1.5%,镁13%,铬0.9%,锌1.5%,镍1%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

作为本发明的进一步改进,所述铝合金包括以下重量百分比的组分:硅12%,铜1.5%,锰1.2%,镁11%,铬1.5%,锌0.8%,镍0.8%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

作为本发明的进一步改进,所述铝合金包括以下重量百分比的组分:硅11%,铜1%,锰1.5%,镁9%,铬0.8%,锌1.1%,镍1.5%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

本发明的有益效果为:

本发明的铝合金中添加的元素,镍、镁起防腐蚀作用,镁、铜增加合金的硬度钢度和导热性能,铝、锰增加揉协性使合金易加工;制得的合金试样尺寸:直径≤12.5mm的棒材室温纵向力学性能:抗拉强度ob(MPa)≥250;伸长应力op(MPa)≥110;伸长率δ5(%)≥8。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种铝合金,包括以下重量百分比的组分:硅13%,铜1.2%,锰1.2%,镁10%,铬1.2%,锌1.2%,镍1.2%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

合金试样尺寸:直径12.5mm的棒材室温纵向力学性能:抗拉强度ob(MPa)260。

实施例2

一种铝合金,包括以下重量百分比的组分:硅15%,铜1%,锰1%,镁8%,铬1%,锌1%,镍1%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

合金试样尺寸:直径12.5mm的棒材室温纵向力学性能:抗拉强度ob(MPa)250。

实施例3

一种铝合金,包括以下重量百分比的组分:硅10%,铜0.8%,锰1.5%,镁13%,铬0.9%,锌1.5%,镍1%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

合金试样尺寸:直径12.5mm的棒材室温纵向力学性能:抗拉强度ob(MPa)255。

实施例4

一种铝合金,包括以下重量百分比的组分:硅12%,铜1.5%,锰1.2%,镁11%,铬1.5%,锌0.8%,镍0.8%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

合金试样尺寸:直径12.5mm的棒材室温纵向力学性能:抗拉强度ob(MPa)251。

实施例5

一种铝合金,包括以下重量百分比的组分:硅11%,铜1%,锰1.5%,镁9%,铬0.8%,锌1.1%,镍1.5%,余量为铝,其中不可避免的杂质总量≤1%。

合金试样尺寸:直径12.5mm的棒材室温纵向力学性能:抗拉强度ob(MPa)258。

原理分析

铝合金地板广泛用于建筑装饰装修,为了保证铝地板具有高的抗压性能、装配性能、内饰性能和装饰性能,对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材指标。在国家标准GB/T3190中规定的铝合金成分范围内,对化学成分的取值不同,会得到不同的材质特性,当化学成分的范围很大时,其性能差异在很大范围内波动,以致型材的综合性能会无法控制。

化学成分

铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金,Mg和Si是主要合金元素,优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量(质量分数下同)。

1.1 Mg的作用和影响

Mg和Si组成强化相Mg2Si,Mg的含量愈高,Mg2Si的数量就愈多,热处理强化效果就愈大,型材的抗拉强度就愈高,但变形抗力也随之增大,合金的塑性下降,加工性能变坏,耐蚀性变坏。

1.2 Si的作用和影响

Si的数量应使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在,以确保Mg的作用得到充分的发挥。随着Si含量增加,合金的晶粒变细,金属流动性增大,铸造性能变好,热处理强化效果增加,型材的抗拉强度提高而塑性降低,而蚀性变坏。

2.1 Mg2Si量的确定

2.1.1 Mg2Si相在合金中的作用

Mg2Si在合金中能随着温度的变化而溶解或析出,并以不同的形态存在于合金中:(1)弥散相β固溶体中析出的Mg2Si相弥散质点,是一种稳定相,会随温度的升高而长大;(2)过渡相β是β由长大而成的中间亚稳定相,也会随温度的升高而长大;(3)沉淀相β是由β相长大而成的稳定相,多聚集于晶界和枝晶界。能起强化作用Mg2Si相是当处于β弥散相状态的时候,将β相变成β相的过程就是强化过程,反之则是软化过程。

2.1.2 Mg2Si量的选择

铝合金的热处理强化效果是随着Mg2Si量的增大而增大。当Mg2Si的量在0.71%~1.03%范围内,其抗拉强度随Mg2Si量的增加近似线性的提高,但变形抗力也跟着提高,加工变得困难。当Mg2Si量小于0.72%时,对于挤压系数偏小(小于或等于30)的制品,抗拉强度值有达不到标准要求的危险。当Mg2Si量超过0.9%时合金的塑性有降低的趋势。GD/T5237.1—2000标准要求铝合金T8状态型材的ob≥250MPa,实践证明。该合金的抗拉强度最高可达到260MPa。但大批量生产的影响因素很多,不可能确保都达到这么高。综合的考虑,型材 既要强度高,能确保产品符合标准要求,又要使合金易于挤压,有利于提高生产效率。当抗拉强度设计值为250MPa,此时Mg2Si量就提高到23%。

2.1.3合金中的Fe、Mn等杂质元素抢夺了Si,例如Fe可以与Si形成AlFeSi化合物。所以,合金中必要有过剩的Si以补充Si的损失。合金中有过剩的Si还会对提高抗拉强度起补充作用。合金抗拉强度的提高是Mg2Si和过剩Si贡献之和。当合金中Fe含量偏高时Si还能降低Fe的不利影响。但是由于Si会降低合金的塑性和耐蚀性,所以Si过应有合理的控制。过剩Si量选择在0.09%~0.13%范围内是比较好的。

控制范围

3.1 Mg的控制范围

Mg是易燃金属,熔操作是会有烧陨。在确定Mg的控制范围时要考虑烧陨所带来的误差但不能放的太宽,以免合金性能失控,将Mg的波动范围控制在0.04%之内。

3.2 Si的控制范围

当Mg的范围确定后,Si的控制范围可用Mg/Si比来确定。因为该厂控制Si的波动范围为0.09%~0.13%。所以Mg/Si应控制在1.18%~1.32%之间。

3.3铝合金状态型材化学成分的选择范围。若要变得更合金成分时,比如想将Mg2Si量增加,以便有利于生产型材,可沿Si上下限区间将Mg上移即可。

3.4在铝合金型材中Mg2Si量控制在20%~23%范围内,已完全能够满足力学性能的要求。在正常挤压系数(大于或等于30)的情况下,型材的抗拉强度都处于在230~270MPa范围内。这样控制合金,不仅材料塑性好,易于挤压耐蚀性高和表面处理性能好,而且可节约合金元素。但是若Fe含量过高,会使挤压力增大,挤压材表面质量变差,阳极氧化色差增大,颜色灰暗无光泽,Fe还降低合金的塑性和耐蚀性,将杂质Fe含量控制在0.15%~0.25%范围内是比较理想的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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