一种耐磨耐腐蚀铝合金的制作方法
【专利摘要】发明公开了一种耐磨耐腐蚀铝合金，按重量百分比计由以下成分制成：氧化钇和氧化钆0.25%、硅1.47%、铜1.37%、铁0.35%、钴和锡0.84%、镁0.12%、钛和锶和锆0.025%、锰0.14%、铬0.02%，其余为铝。本发明铝合金中添加了固定配比的钛、锶、锆元素，有效提高了铝合金的强度、耐磨性和韧性，且在铝合金中添加的固定配比的钴和锡元素后，加入后能使铸品产生良好的晶粒细化，有效克服铸造裂纹，改善铸件外观，改善表面质量，提高了铝合金的硬度，添加固定配比的氧化钇和氧化钆，其两者协同作用提高了铝合金的耐蚀性，本发明有效提高了铝合金的冲击韧性25.8%。
【专利说明】
-种耐磨耐腐蚀错合金
技术领域
[0001] 本发明设及化工领域，特别是设及一种耐磨耐腐蚀侣合金。
【背景技术】
[0002] 侣合金是纯侣的延伸产品，纯侣的密度小(p=2.7g/m3)，大约是铁的1/3,且烙点 低，约为660°C左右，侣是面屯、立方结构，故具有很高的塑性(δ : 32~40%，Φ: 70~90%)，因 此其易于加工，可制成各种型材、板材，且抗腐蚀性能好。但是纯侣的强度很低，故不宜作 结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐W加入合金元素及运用热处理等方 法来强化侣，运就得到了一系列的侣合金。在纯侣中添加一定元素形成的合金在保持纯侣 质轻等优点的同时还能具有较高的强度，运样使得其"比强度"（强度与比重的比值ob/p)胜 过很多合金钢，成为理想的结构材料，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，汽车的发动机、曲轴箱等常W侣合金制造，W减轻自 重。采用侣合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%W上。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种耐磨耐腐蚀侣合金，通过W下技术方案实现： 一种耐磨耐腐蚀侣合金，按重量百分比计由W下成分制成:氧化锭和氧化礼0.25%、娃 1.47%、铜1.37%、铁 0.35%、钻和锡 0.84%、儀0.12%、铁和锁和错0.025%、儘 0.14%、铭0.02%，其 余为侣。
[0004] 进一步地，所述氧化锭和氧化礼的添加质量比例为氧化锭:氧化礼为3:5。
[0005] 进一步地，所述钻和锡的添加质量比例为钻:锡为5:3。
[0006] 进一步地，所述铁和锁和错的添加质量比例为铁:锁:错为3:5:1。
[0007] -种耐磨耐腐蚀侣合金的制作方法，包括： 1) 、烙炼:将按各自质量百分比配备的娃、铜、铁、儀、儘、铭，放入按所述质量百分比配 备的A1烙体中，烙炼溫度为700°C，烙炼时间2小时后，添加氧化锭和氧化礼，烙炼溫度为704 °C，烙炼2小时后，添加钻和锡，烙炼溫度为706°C，烙炼2小时后，添加铁和锁和错，烙炼4小 时，烙炼溫度为708 °C，得到混合烙体1; 2) 、揽拌:烙炼完成后对所述混合烙体A进行两次揽拌，每次揽拌时间18分钟，第一次揽 拌速度为35化/min，第二次揽拌速度为80化/min，得到混合烙体2; 3) 、精炼：向所述混合烙体2内加入精炼剂进行精炼，精炼溫度为718 °C，精炼时间为25 分钟，精炼完成后静置30分钟，得到混合烙体3;所述精练剂按重量份计由W下成份制成:氣 化侣4、氣铁酸钟1、氣化儀3; 4) 、成分调整:测试所述混合烙体3内的各所述组分分别所占的质量百分比，对质量百 分比存在偏差的所述组分的含量进行调整，保证各所述组分的含量对应其所述质量百分 比，得到混合溶体4; 5) 、将所述混合烙体4静置保溫，保溫溫度为718°C，保溫时间为18分钟，得到混合烙体 5； 6) 、在线除气：向所述混合烙体5内通入氣气并进行揽拌，除气时间为20分钟，得到 混合烙体6; 7) 、过滤:对所述混合烙体6进行Ξ级过滤，第一级过滤为20ppi，第二级过滤为40ppi， 第Ξ级过滤为60ppi，过滤时所述混合烙体6控制在740°C，得到混合烙体7; 8) 、铸造:对所述混合烙体7进行低液位铸造，液位高度为120mm，铸造速度为15mm/min， 水流量为55化/min,最后进行快冷处理，冷速为0.15 °C/s，得到侣合金。
[0008] A^Si系合金的共晶Si结晶时生成如针状的短圆棒晶粒，其强度和初性都低。而大 多数侣合金在固态下无相变，不能通过热处理手段调整尺寸，而要通过控制其初始结晶过 程来调整晶粒尺寸，细化晶粒，从而改善侣合金性能；添加固定配比的铁、锁、错元素可将 Al-Si系合金的共晶Si的晶粒细化并变成粒状，使合金的强度、耐磨性和初度获得很大提 高，可W中和铁元素的有害作用，可W将含铁0.35%合金的伸长率由0.8%提高到4.65%，抗拉 强度由172MPa增到218M化。在侣合金中添加了固定配比的钻和锡元素后，加入后能使铸品 产生良好的晶粒细化，优异的细化效果使铸件得到细小的等轴晶，消除了羽毛晶和柱状晶， 为W后的加工提供了良好的内在组织结构，能有效地克服铸造裂纹，减少铸锭冷隔，能够提 高合金强度，改善延伸率和耐磨性，极大的提升了侣合金的硬度。
[0009] 通过添加固定配比的氧化锭和氧化礼，其两者协同作用提高了侣合金的耐蚀性。 当添加氧化锭和氧化礼的总含量为0.25%，并且W3:5的配比添加时，侣合金的耐蚀性最好， 变质效果最为显著;在腐蚀周期内较未变质合金其平均腐蚀失重降低56.82%，平均腐蚀速 率降低了28%，侣合金自腐蚀电位提高了562mV，同时腐蚀初期表面氧化膜相对完整、较高的 反应电阻抑制了点蚀的产生。添加氧化锭和氧化礼的合金与未添加的侣合金相比，晶粒尺 寸明显减小，组织明显细化，氧化锭和氧化礼加入后均匀分布在晶粒内及晶界处，使晶界、 晶粒成分趋于均匀一致，降低了电化学腐蚀。
[0010] 在侣合金中添加儘能改善抗蚀性和焊接性能，同时可降低热裂倾向；锋单独加入 侣中，在变形条件下对侣合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限 制了它的应用;本发明通过大量的实验研究，发现，当侣合金中添加0.14%儘和0.02%铭时， 能够极大的改善侣合金的切削性能，能够细化铸造组织和焊缝组织的作用，还能解决锋单 独添加时对侣合金强度提高有限的问题，同时避免了应力腐蚀开裂、倾向，提高侣合金综合 力学性能。
[0011] 本发明的有益效果为:本发明侣合金中添加了固定配比的铁、锁、错元素，有效提 高了侣合金的强度、耐磨性和初性，且在侣合金中添加的固定配比的钻和锡元素后，加入后 能使铸品产生良好的晶粒细化，有效克服铸造裂纹，改善铸件外观，改善表面质量，提高了 侣合金的硬度，添加固定配比的氧化锭和氧化礼，其两者协同作用提高了侣合金的耐蚀性， 本发明有效提高了侣合金的冲击初性25.8%。
【具体实施方式】
[0012] -种耐磨耐腐蚀侣合金，其特征在于，按重量百分比计由W下成分制成:氧化锭和 氧化礼0.25%、娃1.47%、铜1.37%、铁0.35%、钻和锡0.84%、儀0.12%、铁和锁和错0.025%、车孟 0.14%、铭0.02%，其余为侣。
[0013] 2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀侣合金，其特征在于，所述氧化锭和氧化 礼的添加质量比例为氧化锭:氧化礼为3:5。
[0014] 3.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀侣合金，其特征在于，所述钻和锡的添加 质量比例为钻:锡为5:3。
[0015] 4.根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀侣合金，其特征在于，所述铁和锁和错的 添加质量比例为铁:锁:错为3:5:1。
[0016] 5.根据权利要求1-4所述的一种耐磨耐腐蚀侣合金的制作方法，其特征在于，包 括： 1) 、烙炼:将按各自质量百分比配备的娃、铜、铁、儀、儘、铭，放入按所述质量百分比配 备的A1烙体中，烙炼溫度为700°C，烙炼时间2小时后，添加氧化锭和氧化礼，烙炼溫度为704 °C，烙炼2小时后，添加钻和锡，烙炼溫度为706°C，烙炼2小时后，添加铁和锁和错，烙炼4小 时，烙炼溫度为708 °C，得到混合烙体1; 2) 、揽拌:烙炼完成后对所述混合烙体A进行两次揽拌，每次揽拌时间18分钟，第一次揽 拌速度为35化/min，第二次揽拌速度为80化/min，得到混合烙体2; 3) 、精炼：向所述混合烙体2内加入精炼剂进行精炼，精炼溫度为718 °C，精炼时间为25 分钟，精炼完成后静置30分钟，得到混合烙体3;所述精练剂按重量份计由W下成份制成:氣 化侣4、氣铁酸钟1、氣化儀3; 4) 、成分调整:测试所述混合烙体3内的各所述组分分别所占的质量百分比，对质量百 分比存在偏差的所述组分的含量进行调整，保证各所述组分的含量对应其所述质量百分 比，得到混合溶体4; 5) 、将所述混合烙体4静置保溫，保溫溫度为718°C，保溫时间为18分钟，得到混合烙体 5； 6) 、在线除气：向所述混合烙体5内通入氣气并进行揽拌，除气时间为20分钟，得到 混合烙体6; 7) 、过滤:对所述混合烙体6进行Ξ级过滤，第一级过滤为20ppi，第二级过滤为40ppi， 第Ξ级过滤为60ppi，过滤时所述混合烙体6控制在740°C，得到混合烙体7; 8) 、铸造:对所述混合烙体7进行低液位铸造，液位高度为120mm，铸造速度为15mm/min， 水流量为55化/min,最后进行快冷处理，冷速为0.15 °C/s，得到侣合金。
[0017] A^Si系合金的共晶Si结晶时生成如针状的短圆棒晶粒，其强度和初性都低。而大 多数侣合金在固态下无相变，不能通过热处理手段调整尺寸，而要通过控制其初始结晶过 程来调整晶粒尺寸，细化晶粒，从而改善侣合金性能；添加固定配比的铁、锁、错元素可将 Al-Si系合金的共晶Si的晶粒细化并变成粒状，使合金的强度、耐磨性和初度获得很大提 高，可W中和铁元素的有害作用，可W将含铁0.35%合金的伸长率由0.8%提高到4.65%，抗拉 强度由172MPa增到218M化。在侣合金中添加了固定配比的钻和锡元素后，加入后能使铸品 产生良好的晶粒细化，优异的细化效果使铸件得到细小的等轴晶，消除了羽毛晶和柱状晶， 为W后的加工提供了良好的内在组织结构，能有效地克服铸造裂纹，减少铸锭冷隔，能够提 高合金强度，改善延伸率和耐磨性，极大的提升了侣合金的硬度。
[0018] 通过添加固定配比的氧化锭和氧化礼，其两者协同作用提高了侣合金的耐蚀性。 当添加氧化锭和氧化礼的总含量为0.25%，并且W3:5的配比添加时，侣合金的耐蚀性最好， 变质效果最为显著;在腐蚀周期内较未变质合金其平均腐蚀失重降低56.82%，平均腐蚀速 率降低了28%，侣合金自腐蚀电位提高了562mV，同时腐蚀初期表面氧化膜相对完整、较高的 反应电阻抑制了点蚀的产生。添加氧化锭和氧化礼的合金与未添加的侣合金相比，晶粒尺 寸明显减小，组织明显细化，氧化锭和氧化礼加入后均匀分布在晶粒内及晶界处，使晶界、 晶粒成分趋于均匀一致，降低了电化学腐蚀。
[0019]将本发明与其它侣合金进行硬度对比：
表1 由表1可W得出，本发明制备的侣合金性能优越，不按本发明中元素比例添加制备的侣 合金，性能明显下降。
【主权项】
1. 一种耐磨耐腐蚀铝合金，其特征在于，按重量百分比计由以下成分制成:氧化钇和氧 化钆0.25%、硅1.47%、铜1.37%、铁0.35%、钴和锡0.84%、镁0.12%、钛和锶和锆0.025%、锰 0.14%、铬0.02%，其余为铝。2. 根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀铝合金，其特征在于，所述氧化钇和氧化钆的 添加质量比例为氧化钇:氧化钆为3:5。3. 根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀铝合金，其特征在于，所述钴和锡的添加质量 比例为钴:锡为5:3。4. 根据权利要求1所述的一种耐磨耐腐蚀铝合金，其特征在于，所述钛和锶和锆的添加 质量比例为钛:锶:锆为3:5:1。5. 根据权利要求1-4所述的一种耐磨耐腐蚀铝合金的制作方法，其特征在于，包括： 1) 、熔炼:将按各自质量百分比配备的硅、铜、铁、镁、锰、铬，放入按所述质量百分比配 备的A1熔体中，熔炼温度为700°C，熔炼时间2小时后，添加氧化钇和氧化钆，熔炼温度为704 °C，熔炼2小时后，添加钴和锡，熔炼温度为706°C，熔炼2小时后，添加钛和锶和锆，熔炼4小 时，熔炼温度为708 °C，得到混合熔体1; 2) 、搅拌:熔炼完成后对所述混合熔体A进行两次搅拌，每次搅拌时间18分钟，第一次搅 拌速度为350r/min，第二次搅拌速度为800r/min，得到混合熔体2; 3) 、精炼：向所述混合熔体2内加入精炼剂进行精炼，精炼温度为718°C，精炼时间为25 分钟，精炼完成后静置30分钟，得到混合熔体3;所述精练剂按重量份计由以下成份制成:氟 化铝4、氟钛酸钾1、氟化镁3; 4) 、成分调整：测试所述混合熔体3内的各所述组分分别所占的质量百分比，对质量百 分比存在偏差的所述组分的含量进行调整，保证各所述组分的含量对应其所述质量百分 比，得到混合溶体4; 5) 、将所述混合熔体4静置保温，保温温度为718°C，保温时间为18分钟，得到混合熔体 5； 6) 、在线除气：向所述混合熔体5内通入氩气并进行搅拌，除气时间为20分钟，得到 混合熔体6; 7) 、过滤:对所述混合恪体6进行三级过滤，第一级过滤为20ppi，第二级过滤为40ppi， 第三级过滤为60ppi，过滤时所述混合熔体6控制在740°C，得到混合熔体7; 8) 、铸造:对所述混合熔体7进行低液位铸造，液位高度为120mm，铸造速度为15mm/min， 水流量为550L/min，最后进行快冷处理，冷速为0.15°(：/8，得到铝合金。
【文档编号】C22C32/00GK106011555SQ201610332580
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】吴志祥
【申请人】安徽省安庆市金誉金属材料有限公司