一种铝镁合金的制备方法与流程

文档序号:13888108阅读:3450来源:国知局

本发明属于金属材料技术领域,涉及一种铝镁合金的制备方法。



背景技术:

在传统的铸造铝镁二元合金中,镁是合金的主要组元,其在铝中有很大的固溶度,且镁原子半径比铝大13%,镁大量溶入α(al)固溶体后,就使α的晶格产生较大的畸变,故铝镁合金有很高的固溶强化作用。随着镁含量的增加,合金的机械性能亦显著增加,但当镁量大于12%时,由于在通常生产中的热处理条件下,合金组织中的β(mg2al3)相不能完全溶入α,使其机械性能大大下降,故合金中含镁量一般不超过11.5%。合金牌号为zalmg10的化学成分为(质量比)镁:9.5-11.0%,余量为铝。此合金机械性能的稳定性较差,合金淬火后在长期使用过程中会发生自然时效,β相沿晶界不断析出长大,使塑性大大下降,当温度超过100℃时,时效过程将大大加快,故此合金不适于在高温下工作。此外此合金还有较显著的应力腐蚀倾向。因为自然时效过程在应力作用下将显著加速,而在晶界析出脆性β相,使合金沿晶界产生应力腐蚀裂纹。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种铝镁合金的制备方法,用以制备强度高、韧性好、机械性能稳定的铝镁合金。

本发明所采用的技术方案是,一种铝镁合金的制备方法,具体按照以下步骤实施:

步骤1,将氧化铝、氧化钛、硼砂、氧化铈加入铝电解槽中,进行电解,生产出含细化元素的钛硼稀土的铝合金;

步骤2,按照铝镁合金成分要求,称取纯铝、纯镁、铝铜中间合金和步骤1制得的钛硼稀土的铝合金;

步骤3,在坩埚中依次装入纯铝、铝铜中间合金、钛硼稀土的铝合金,并随电阻炉一起升温,待全部熔化后,液面上撒一层由氯化钾和氯化镁组成的覆盖剂;

步骤4,将镁块加入坩埚中,镁块要用钟罩压入坩埚底部,直至其完全熔化;然后加入氯化铝或氯化锌进行除气精炼;

步骤5,精炼结束后,静置,将合金液经过两次多孔陶瓷板过滤,浇注。

本发明的特点还在于,

步骤1中钛硼稀土的铝合金的元素组成为:ti0.3%-0.5%,b0.09%-0.12%,稀土re0.4%-0.6%,其余为铝,以上元素质量百分比之和为100%。

步骤1中电解所用电解质按照质量百分比由以下原料组成:冰晶石60%-80%,氧化铝5%-20%,氯化钠15%-20%,以上原料质量百分比之和为100%。

冰晶石分子比为4.0-5.0。

步骤2中称取原料按照质量分数mg5.5%-8.5%,ti0.3%-0.5%,b0.09%-0.12%,cu2.0%-3.5%,稀土re0.4%-0.6%,其余为铝,计算得到。

步骤4中当电阻炉升温至630-670℃时,加入镁块。

步骤4中当电阻炉升温至720-730℃,加入氯化铝或氯化锌。

本发明的有益效果是,本发明通过采用多元细化剂,使铝合金中的钛、稀土、硼元素分布均匀,并且产生大量晶核化合物,细化了铝合金晶粒充分发挥了多元细化剂的细化作用。同时钛和硼组成钛硼化合物弥散分布于晶界,能有效的抑制β相的析出,提高了合金机械性能的稳定性,具有良好的抗拉强度。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种铝镁合金的制备方法,具体按照以下步骤实施:

步骤1,按照元素组成质量分数:ti0.3%-0.5%,b0.09%-0.12%,稀土re0.4%-0.6%,其余为铝,将氧化铝、氧化钛、硼砂、氧化铈加入铝电解槽中,进行电解,生产出含细化元素的钛硼稀土的铝合金。

所用电解质按照质量百分比由以下原料组成:冰晶石60%-80%,氧化铝5%-20%,氯化钠15%-20%,以上原料质量百分比之和为100%。冰晶石分子比(naf:alf3分子比)为4.0-5.0。

步骤2,按照mg5.5%-8.5%,ti0.3%-0.5%,b0.09%-0.12%,cu2.0%-3.5%,稀土re0.4%-0.6%,其余为铝的质量百分比计算并称取纯铝、纯镁、铝铜中间合金和步骤1制得的钛硼稀土的铝合金;

步骤3,在坩埚中依次装入纯铝、铝铜中间合金、钛硼稀土的铝合金,并随电阻炉一起升温,待全部熔化后,液面上撒一层由氯化钾和氯化镁组成的覆盖剂;

步骤4,当电阻炉升温至630-670℃时,将镁块加入坩埚中,镁块要用钟罩压入坩埚底部,直至其完全熔化;

步骤5,当电阻炉升温至720-730℃,加入氯化铝或氯化锌进行除气精炼;

步骤6,精炼结束后,静置10-20min,将合金液经过两次多孔陶瓷板过滤,浇注。

本发明通过采用多元细化剂,使铝合金中的钛、稀土、硼元素分布均匀,并且产生大量晶核化合物,细化了铝合金晶粒充分发挥了多元细化剂的细化作用。同时钛和硼组成钛硼化合物弥散分布于晶界,能有效的抑制β相的析出,提高了合金机械性能的稳定性,具有良好的抗拉强度。

实施例1

步骤1,按照元素组成质量分数:ti0.3%,b0.09%,稀土re0.4%,其余为铝,将氧化铝、氧化钛、硼砂、氧化铈加入铝电解槽中,进行电解,生产出含细化元素的钛硼稀土的铝合金。

所用电解质按照质量百分比由以下原料组成:冰晶石60%,氧化铝5%,氯化钠15%,以上原料质量百分比之和为100%

步骤2,按照mg5.5%,ti0.3%,b0.09%,cu2.0%,稀土re0.4%,其余为铝的质量百分比计算并称取纯铝、纯镁、铝铜中间合金和步骤1制得的钛硼稀土的铝合金;

步骤3,在坩埚中依次装入纯铝、铝铜中间合金、钛硼稀土的铝合金,并随电阻炉一起升温,待全部熔化后,液面上撒一层由氯化钾和氯化镁组成的覆盖剂;

步骤4,当电阻炉升温至630℃时,将镁块加入坩埚中,镁块要用钟罩压入坩埚底部,直至其完全熔化;

步骤5,当电阻炉升温至720℃,加入氯化铝或氯化锌进行除气精炼;

步骤6,精炼结束后,静置10min,将合金液经过两次多孔陶瓷板过滤,浇注。

实施例2

步骤1,按照元素组成质量分数:ti0.5%,b0.12%,稀土re0.6%,其余为铝,将氧化铝、氧化钛、硼砂、氧化铈加入铝电解槽中,进行电解,生产出含细化元素的钛硼稀土的铝合金。

所用电解质按照质量百分比由以下原料组成:冰晶石80%,氧化铝20%,氯化钠20%,以上原料质量百分比之和为100%

步骤2,按照mg8.5%,ti0.5%,b0.12%,cu3.5%,稀土re0.6%,其余为铝的质量百分比计算并称取纯铝、纯镁、铝铜中间合金和步骤1制得的钛硼稀土的铝合金;

步骤3,在坩埚中依次装入纯铝、铝铜中间合金、钛硼稀土的铝合金,并随电阻炉一起升温,待全部熔化后,液面上撒一层由氯化钾和氯化镁组成的覆盖剂;

步骤4,当电阻炉升温至670℃时,将镁块加入坩埚中,镁块要用钟罩压入坩埚底部,直至其完全熔化;

步骤5,当电阻炉升温至730℃,加入氯化铝或氯化锌进行除气精炼;

步骤6,精炼结束后,静置20min,将合金液经过两次多孔陶瓷板过滤,浇注。

实施例3

步骤1,按照元素组成质量分数:ti0.4%,b0.1%,稀土re0.5%,其余为铝,将氧化铝、氧化钛、硼砂、氧化铈加入铝电解槽中,进行电解,生产出含细化元素的钛硼稀土的铝合金。

所用电解质按照质量百分比由以下原料组成:冰晶石70%,氧化铝10%,氯化钠18%,以上原料质量百分比之和为100%

步骤2,按照mg7%,ti0.4%,b0.1%,cu2.5%,稀土re0.5%,其余为铝的质量百分比计算并称取纯铝、纯镁、铝铜中间合金和步骤1制得的钛硼稀土的铝合金;

步骤3,在坩埚中依次装入纯铝、铝铜中间合金、钛硼稀土的铝合金,并随电阻炉一起升温,待全部熔化后,液面上撒一层由氯化钾和氯化镁组成的覆盖剂;

步骤4,当电阻炉升温至650℃时,将镁块加入坩埚中,镁块要用钟罩压入坩埚底部,直至其完全熔化;

步骤5,当电阻炉升温至725℃,加入氯化铝或氯化锌进行除气精炼;

步骤6,精炼结束后,静置15min,将合金液经过两次多孔陶瓷板过滤,浇注。

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