本发明涉及一种高强耐磨铝合金的制备方法，属于铝合金
技术领域：
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背景技术：
：铝合金作为应用量仅次于钢铁材料的第二大金属结构材料，废杂铝的回收再利用是社会可持续发展的必然要求。由于铝合金部件使用过程中与fe基部件的接触配合或利用fe基连接件进行组装，因此废杂铝回收重熔后往往呈现高fe含量，调查发现，再生铝硅合金fe含量质量比一般都大于0.6％，甚至高达2～3％；而fe在铝合金中主要以针状β-fe相形式存在，严重地割裂基体，对铝合金的力学性能危害巨大，而目前尚无特别有效的除fe技术，因此铝合金的高fe含量很大程度上阻碍了再生铝在结构性部件的广泛使用。al-zn-mg-cu系合金是高强高韧铝合金中的典型代表，在开发各种7000系铝合金新产品的过程中，世界各国的科研工作者均发现：通过提高7000系铝合金中zn元素的含量，可有效地改善合金的综合性能，在这种思想指导下，工业发达国家相继开发出了7049、7050、7076、7178等具有较高zn含量的7000系铝合金，并结合对传统铸造及变形加工、后续热处理工艺的不断优化改进，使7000系铝合金的极限抗拉强度范围从早期的500～580mpa提高至630～680mpa，同时材料的塑性、断裂韧性和耐腐蚀性能也得到了提高。但由于随着7000系铝合金中的zn含量增加，材料中的宏观偏析和铸锭过程中的热裂倾向加大，严重影响到铸锭时的成材率和材料的最终使用性能，因此在采用传统铸造及变形加工工艺生产7000系铝合金时，材料中的含zn量一般不能超过8wt％。但是，目前对喷射成形制备超高强7xxx系铝合金材料的极限抗拉强度已经得到提高，但是耐磨性并不理想，使得设备使用寿命短、需要频繁更换、生产成本高、对合金原料消耗量大等缺陷。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前铝合金的耐磨性能差的问题，提供了一种高强耐磨铝合金的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高强耐磨铝合金的制备方法，该制备方法包括如下步骤为：(1)将废渣与盐酸按质量比3:6～8进行混合，静置，过滤，收集滤液，按重量份数计，取200～220份铝粉、30～33份混合矿粉、22～26份滤液、10～13份分散剂、6～12份添加剂、3～5份精炼剂、1～3份助熔剂；(2)首先将铝粉、混合矿粉、滤液及分散剂放入熔炼炉中，抽真空至0.05～0.08mpa，再向内部通入二氧化碳，升压至1.3～1.5mpa，升温至530～550℃，加热，升温720～760℃，保温；(3)待保温结束后，加入添加剂、精炼剂及助熔剂，升温至860～950℃，保温，注入铸模中静置，冷却，脱模，将脱模物放入挤压机中进行挤压，粉碎，过筛，收集过筛颗粒；(4)将过筛颗粒加入至190～210℃，保温，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为890～930℃，熔炼1h，熔炼后转移到中频感应加热炉精炼，精炼温度为1200～1250℃，精炼后进行捞渣，,浇注到预热至350℃的模具中，脱模，即得高强耐磨铝合金。所述步骤(1)中废渣为将高炉渣、铬铁渣及表面活性剂按质量比5～8:2～3:0.1混合均匀，放入球磨机中进行球磨，收集球磨物。所述表面活性剂为全氟辛基季胺碘化物、甲基丙烯酸十二氟庚酯按质量比6:1混合而成。所述混合矿粉为将长石、滑石、锰矿按质量比5:2～4:3粉碎，即得混合矿粉。所述分散剂为硬质酸钠、硬脂酸镁中的任意一种。所述添加剂为骨粉、氧化硼按质量比6:10～13混合而成。所述精炼剂为氯化钠、氯化镁中的任意一种。所述助熔剂为碳酸锂或氯化锂中的任意一种。本发明的有益技术效果是：本发明以高炉渣、铬铁渣形成的废渣作为基础原料，通过利用与表面活性剂进行球磨，通过表面活性剂使其颗粒表面负载活性剂，随后通过盐酸进行浸泡，使废渣内部的金属元素进行溶出，并且负载氟元素，可以有效降低其熔炼温度，随后再与混合矿渣、铝粉进行熔炼，通过熔炼可以使物质进行很好的混合，在进行高温煅烧过程中，其中的硼元素与其中的二氧化硅等进行反应，形成硼硅类物质，提高其中的耐磨性能，同时利用混合矿粉与铝粉进行混合煅烧，通过与铝粉的作用形成了致密晶体沉积在铝合金内部，提高了耐磨性能，并且通过二次粉碎煅烧，可以有效进行排出内部气孔，同时降低了合金的脆性，提高铝合金的强度。具体实施方式废渣为将高炉渣、铬铁渣及表面活性剂按质量比5～8:2～3:0.1混合均匀，放入球磨机中进行球磨，收集球磨物。表面活性剂为全氟辛基季胺碘化物、甲基丙烯酸十二氟庚酯按质量比6:1混合而成。混合矿粉为将长石、滑石、锰矿按质量比5:2～4:3粉碎，即得混合矿粉。分散剂为硬质酸钠、硬脂酸镁中的任意一种。添加剂为骨粉、氧化硼按质量比6:10～13混合而成。精炼剂为氯化钠、氯化镁中的任意一种。助熔剂为碳酸锂或氯化锂中的任意一种。一种高强耐磨铝合金的制备方法，该制备方法包括如下步骤为：(1)将废渣与盐酸按质量比3:6～8进行混合，静置3h，过滤，收集滤液，按重量份数计，取200～220份铝粉、30～33份混合矿粉、22～26份滤液、10～13份分散剂、6～12份添加剂、3～5份精炼剂、1～3份助熔剂；(2)首先将铝粉、混合矿粉、滤液及分散剂放入熔炼炉中，抽真空至0.05～0.08mpa，再向内部通入二氧化碳，升压至1.3～1.5mpa，升温至530～550℃，加热5h，升温720～760℃，保温3h；(3)待保温结束后，加入添加剂、精炼剂及助熔剂，升温至860～950℃，保温2h，注入铸模中静置50min，冷却至室温，脱模，将脱模物放入挤压机中以20mpa进行挤压，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；(4)将过筛颗粒加入至190～210℃，保温50min，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为890～930℃，熔炼1h，熔炼后转移到中频感应加热炉精炼，精炼温度为1200～1250℃，精炼后进行捞渣，浇注到预热至350℃的模具中，脱模，即得高强耐磨铝合金。实施例1废渣为将高炉渣、铬铁渣及表面活性剂按质量比8:3:0.1混合均匀，放入球磨机中进行球磨，收集球磨物。表面活性剂为全氟辛基季胺碘化物、甲基丙烯酸十二氟庚酯按质量比6:1混合而成。混合矿粉为将长石、滑石、锰矿按质量比5:4:3粉碎，即得混合矿粉。分散剂为硬质酸钠。添加剂为骨粉、氧化硼按质量比6:13混合而成。精炼剂为氯化钠。助熔剂为碳酸锂。一种高强耐磨铝合金的制备方法，该制备方法包括如下步骤为：(1)将废渣与盐酸按质量比3:8进行混合，静置3h，过滤，收集滤液，按重量份数计，取220份铝粉、33份混合矿粉、26份滤液、13份分散剂、12份添加剂、5份精炼剂、3份助熔剂；(2)首先将铝粉、混合矿粉、滤液及分散剂放入熔炼炉中，抽真空至0.08mpa，再向内部通入二氧化碳，升压至1.5mpa，升温至550℃，加热5h，升温760℃，保温3h；(3)待保温结束后，加入添加剂、精炼剂及助熔剂，升温至950℃，保温2h，注入铸模中静置50min，冷却至室温，脱模，将脱模物放入挤压机中以20mpa进行挤压，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；(4)将过筛颗粒加入至210℃，保温50min，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为930℃，熔炼1h，熔炼后转移到中频感应加热炉精炼，精炼温度为1250℃，精炼后进行捞渣，浇注到预热至350℃的模具中，脱模，即得高强耐磨铝合金。实施例2废渣为将高炉渣、铬铁渣及表面活性剂按质量比7:2.5:0.1混合均匀，放入球磨机中进行球磨，收集球磨物。表面活性剂为全氟辛基季胺碘化物、甲基丙烯酸十二氟庚酯按质量比6:1混合而成。混合矿粉为将长石、滑石、锰矿按质量比5:3:3粉碎，即得混合矿粉。分散剂为硬质酸钠。添加剂为骨粉、氧化硼按质量比6:12混合而成。精炼剂为氯化钠。助熔剂为碳酸锂。一种高强耐磨铝合金的制备方法，该制备方法包括如下步骤为：(1)将废渣与盐酸按质量比3:7进行混合，静置3h，过滤，收集滤液，按重量份数计，取210份铝粉、32份混合矿粉、24份滤液、11份分散剂、10份添加剂、4份精炼剂、2份助熔剂；(2)首先将铝粉、混合矿粉、滤液及分散剂放入熔炼炉中，抽真空至0.07mpa，再向内部通入二氧化碳，升压至1.4mpa，升温至540℃，加热5h，升温750℃，保温3h；(3)待保温结束后，加入添加剂、精炼剂及助熔剂，升温至900℃，保温2h，注入铸模中静置50min，冷却至室温，脱模，将脱模物放入挤压机中以20mpa进行挤压，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；(4)将过筛颗粒加入至200℃，保温50min，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为900℃，熔炼1h，熔炼后转移到中频感应加热炉精炼，精炼温度为1230℃，精炼后进行捞渣，浇注到预热至350℃的模具中，脱模，即得高强耐磨铝合金。实施例3废渣为将高炉渣、铬铁渣及表面活性剂按质量比5:2:0.1混合均匀，放入球磨机中进行球磨，收集球磨物。表面活性剂为全氟辛基季胺碘化物、甲基丙烯酸十二氟庚酯按质量比6:1混合而成。混合矿粉为将长石、滑石、锰矿按质量比5:2:3粉碎，即得混合矿粉。分散剂为硬质酸钠。添加剂为骨粉、氧化硼按质量比6:10混合而成。精炼剂为氯化钠。助熔剂为碳酸锂。一种高强耐磨铝合金的制备方法，该制备方法包括如下步骤为：(1)将废渣与盐酸按质量比3:6进行混合，静置3h，过滤，收集滤液，按重量份数计，取200份铝粉、30份混合矿粉、22份滤液、10份分散剂、6份添加剂、3份精炼剂、1份助熔剂；(2)首先将铝粉、混合矿粉、滤液及分散剂放入熔炼炉中，抽真空至0.05mpa，再向内部通入二氧化碳，升压至1.3mpa，升温至530℃，加热5h，升温720℃，保温3h；(3)待保温结束后，加入添加剂、精炼剂及助熔剂，升温至860℃，保温2h，注入铸模中静置50min，冷却至室温，脱模，将脱模物放入挤压机中以20mpa进行挤压，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；(4)将过筛颗粒加入至190℃，保温50min，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为890℃，熔炼1h，熔炼后转移到中频感应加热炉精炼，精炼温度为1200℃，精炼后进行捞渣，浇注到预热至350℃的模具中，脱模，即得高强耐磨铝合金。对比例表面活性剂为全氟辛基季胺碘化物、甲基丙烯酸十二氟庚酯按质量比6:1混合而成。混合矿粉为将长石、滑石、锰矿按质量比5:3:3粉碎，即得混合矿粉。分散剂为硬质酸钠。添加剂为骨粉、氧化硼按质量比6:12混合而成。精炼剂为氯化钠。助熔剂为碳酸锂。一种高强耐磨铝合金的制备方法，该制备方法包括如下步骤为：(1)按重量份数计，取210份铝粉、32份混合矿粉、11份分散剂、10份添加剂、4份精炼剂、2份助熔剂；(2)首先将铝粉、混合矿粉及分散剂放入熔炼炉中，抽真空至0.07mpa，再向内部通入二氧化碳，升压至1.4mpa，升温至540℃，加热5h，升温750℃，保温3h；(3)待保温结束后，加入添加剂、精炼剂及助熔剂，升温至900℃，保温2h，注入铸模中静置50min，冷却至室温，脱模，将脱模物放入挤压机中以20mpa进行挤压，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；(4)将过筛颗粒加入至200℃，保温50min，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为900℃，熔炼1h，熔炼后转移到中频感应加热炉精炼，精炼温度为1230℃，精炼后进行捞渣，浇注到预热至350℃的模具中，脱模，即得高强耐磨铝合金。将实施例与对比例中的高强耐磨铝合金进行磨损检测是在同一种条件下进行：负荷196n，线速度0.42m/s，干摩擦2小时，对磨轮45钢，半径20mm，42-45hrc，粗糙度为ra0.4um，所得到的数据见表1：表1将实施例与对比例进行力学检测，检测结果如表2：表2拉伸强度(mpa)屈伸强度(mpa)实施例1356.2234.6实施例2368.5241.1实施例3357.1236.8对比例299.3178.3综上所述，本发明获得了显著的进步，取得了较好的效果。当前第1页1 2 3