一种细化铝合金的方法及细化的铝合金的制作方法_2

文档序号:9196026阅读:来源:国知局
铸造:保温结束后, 除渣,搅拌3-5分钟后取出坩埚放于空气中3-10分钟,待铝熔体温度为700-750°C时,除 渣,将铝熔体浇铸于预热至200°C的铸铁模具中,自然空冷后形成棒材;步骤四、热处理:将 铸铁模具中的棒材进行热处理,包括,固溶处理:棒材在540°C的热处理炉中保温2小时,在 80°C的热水中进行淬火处理;时效处理:淬火处理结束后,将棒材转移至150°C的热处理炉 中保温12小时,空冷。
[0025] 本发明的有益技术效果包括:该方法可以细化铝合金(例如A356铝合金)的晶 粒,从而获得力学性能更优异的铝合金,以满足铝合金车轮材质的要求。该方法提高了铝合 金的强度和塑性,该铝合金(例如A356铝合金)非常适合于制造汽车车轮。
【附图说明】
[0026] 以下,结合附图来详细说明本发明的实施方案,其中:
[0027] 图1是本发明实施例1-5中的试验组认-1、认-2、认-3、认-4和认-5,也即在八356 铝合金中添加锆-钴-铝-银非晶条带中间合金的试样的铸态金相组织图,其中,(a)为实 施例1的IA-I试样的铸态金相组织图,(b)为实施例2的1A-2试样的铸态金相组织图,(c) 为实施例3的1A-3试样的铸态金相组织图,(d)为实施例4的1A-4试样的铸态金相组织 图,(e)为实施例5的1A-5试样的铸态金相组织图。
[0028] 图2是本发明实施例1-5的试验组认-1、认-2、认-3、认-4和认-5,也即在八356铝 合金中添加锆-钴-铝-银非晶条带中间合金的热处理状态金相组织图,其中,(a)为实施 例1的IA-I试样的热处理状态金相组织图,(b)为实施例2的1A-2试样的热处理状态金 相组织图,(c)为实施例3的1A-3试样的热处理状态金相组织图,(d)为实施例4的1A-4 试样的热处理状态金相组织图,(e)为实施例5的1A-5试样的热处理状态金相组织图。
[0029] 图3是本发明实施例1-5的试验组认-1、认-2、认-3、认-4和认-5,也即在八356铝 合金中添加锆-钴-铝-银非晶条带中间合金的力学性能图,其中,(图3a)为抗拉强度; (图3b)为屈服强度;(图3c)为伸长率。
[0030] 图4是本发明加入的Zr56Co22Al16Ag f^晶条带(细化剂A)的DSC和XRD图,其中, (a)为 DSC 图,(b)为 XRD 图。
【具体实施方式】
[0031] 以下通过实施例讲述本发明的详细内容,提供实施例是为了理解的方便,绝不是 限制本发明。
[0032] 实施例1
[0033] 一种Zr-Co-Al-Ag非晶条带中间合金细化处理铝合金的工艺方法,其步骤如下:
[0034] 步骤一、制备铝合金细化剂:
[0035] 细化剂A :按照Zr的原子百分比为56%,C〇的原子百分比为22%,A1的原子百分 比为16%,Ag的原子百分比为6%制备出Zr 56Co22Al16Ag6非晶条带中间合金。图4示出了 该Zr 56C022Al16Agf^he3B条带的DSC图和XRD图。该图中表明Zr 56C〇22Al16Ag6#晶条带为单一 的非晶相。
[0036] 细化剂B :按照Zr的原子百分比为54%,Co的原子百分比为25%,Al的原子百分 比为14%,Ag的原子百分比为7%制备出Zr 54Co25Al14AM^B条带中间合金。细化剂B的 DSC图和XRD图未显示。从其DSC图和XRD图中可以看出,该图中表明Zr56Co22Al 16AgdhaH 条带为单一的非晶相。
[0037] 细化剂C :按照Zr的原子百分比为58%,Co的原子百分比为21%,Al的原子百分 比为16%,Ag的原子百分比为5%制备出Zr 58Co21Al16Agd^B条带中间合金。细化剂C的 DSC图和XRD图未显示。从其DSC图和XRD图中可以看出,该图中表明Zr56Co22Al 16AgdhaH 条带为单一的非晶相。
[0038] 以上细化剂均为非晶条带中间合金。
[0039] 炼制的方法为将所述的各种金属的单质按照比例加入电弧熔炼炉中,并在惰性气 体氛围下进行熔炼;将熔炼得到的母合金放入石英管中,采用感应加热使母合金熔化,保持 温度在熔点以上50-150°C,用惰性气体(Ar气)将熔融的母合金喷出至高速旋转(转速为 3000-4000r/min)的铜辊上,甩出条带状铸件。
[0040] 在上文所述的DSC试验中,使用的DSC仪器为购自Mettler Toledo公司的型号 为 STD1600 同步热分析仪,试验方法与 S. L. Zhu, X. M. Wang, F. X. Qin, A. Inoue, Materials Science and Engineering A 459(2007)233 - 237 中公开的方法相同。
[0041] 在上文所述的XRD试验中,使用的DSC仪器为购自Bruker公司的型号为D8 的 XRD 仪器,试验方法与 Ye Han, Fanli Kong, Chuntao Chang, Shengli Zhu, Akhisa Inouej El-Sayed Shalaanj Fahad Al-Marzoukij Journal of Materials Research 30(2015)547-555中公开的方法相同。
[0042] 步骤二、熔炼精炼:
[0043] 铝合金原料为:
[0044] 铝合金1 :商用A356铝合金,购自滨州盟威联信新材料有限公司。
[0045] 如无特别说明,在其他实施例中使用的铝合金与本实施例中使用的铝合金采取相 同的命名。
[0046] 细化剂为步骤一制备得到的第A-C组的非晶条带中间合金,采用坩埚电阻炉熔 炼,熔炼温度为790°C,在该温度下分别放入试验组1-4的铝合金保温35分钟,除渣搅拌确 保铝合金完全熔化,按照铝合金的质量百分比为0.5%加入精炼剂,通入Ar气3分钟进行除 气,保温5分钟后除渣,按照铝合金的质量百分比为0. 2%的Zr56Co22Al16Ag6非晶条带中间 合金,在790 °C保温10分钟。
[0047] 步骤三、重力铸造:保温结束后,除渣取出坩埚放于空气中,待铝熔体温度为 720°C时,除渣,将铝熔体浇铸于预热至200°C的铸铁模具中,自然空冷后为棒材。
[0048] 步骤四、将铸铁模具中的棒材进行T6热处理(即固溶处理后进行时效处理)。其 中,固溶处理是棒材在540°C的热处理炉中保温2小时,在80°C的热水中进行淬火处理。时 效处理是淬火处理结束后,将棒材转移至150°C的热处理炉中保温12小时,空冷。
[0049] 按照表1所示的工艺参数进行细化操作,表中未指明的参数如前文所述并且在各 个试验组中都是相同的。
[0050] 表1 :实施例1中细化处理铝合金的工艺条件
[0051]
[0052] 利用奥林巴斯金相显微镜GX51对试验组Al-I的步骤三得到的试样进行金相检 测,结果如图1中的(a)所示,对步骤四制得的试样进行金相检测,如图2中的(a)所示,利 用WDW-20万能力学试验机拉伸速率为0.1 mm/分钟,对步骤四制得的试样进行拉伸力学性 能测试,如图3中的(a)、(b)和(c)所示。如图3所示,抗拉强度为304. 32MPa,屈服强度 为233. 56MPa,伸长率为7. 9%。该数据表明,按照实施例1的方法,并且使用本发明的细化 剂A进行细化操作的铝合金与现有技术中细化后的铝合金相比,抗拉强度更高,屈服强度 更高,并且保持了理想的伸长率水平。
[0053] 还利用奥林巴斯金相显微镜GX51对其余各个试验组的试样进行金相检测。结果 表明以上各组中的铸态组织枝晶细小均匀,呈长条状和树
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