专利名称：：无铅易切削铝合金的制作方法
技术领域：
：本发明属于合金材料制备领域，特别涉及一种铝合金。
背景技术：
：在最普通的已上市的铝合金中有一些以2011和6262铝(铝学会(AluminumAssociation)代号)^y^知的可才几才成加工的铝合金。一般说来，任j可的这种合金的可机加工性都是难以测量的。一种沿用了一段时问的分级系统根据以下的尺度考虑下列特性以A、B、C、D和E级对可机械加工性进行分类，其中A级是机械加工性最好的级别(l)切屑尺寸。最希望的是较小的切屑尺寸，因为这样的切屑比较大的切屑更易简化机械加工操作，并有利于更有效地从工具-工件界面处散热。切屑不得过小，或在整个机械加工操作期间，如钻孔或切削时不妨碍润滑剂的循环。而与之相比，长而薄的切屑则倾向于自行巻曲而不是断裂。这种切屑，有时被叫屑巻，会需要人工从加工区去除，而且在散热方面，效果不如较小的切屑，因为较大的切屑容易阻塞冷却的润滑剂。(2)工具磨损。较低的工具磨损速率对于通过增加刀具在指定的工件的预定的限度被超过之前可使用的时间量来节约金钱是符合要求的。较低的工具磨损速率还因缩短了更换工具的停工时间而进一步提高了生产率。(3)表面光洁度。合金在机械加工的条件下显示非常光滑的外表面光洁度对于消除和减少后续的表面精加工工序，如研磨和去毛刺的需求是符合要求的。(4)机械加工的力。较低的机加工力是较为符合要求的，因为减少了能量需求和在工件、工具和工具头部产生的磨擦热的量；或提高了可以同样的能量需求所完成的切削量或金属去除量；(5)机械性能和腐蚀性能。机械性能，如强度，或其它性能，如耐腐蚀性，就可机械加工性而言是可"选择的"。按照被加工的工件是预期的最终用途，这些性能是相当重要的。虽然这种"A"~"E"的分级系统是以上述五个参数为基础的，但每个参数的相对的重要性是随任何指定合金的预期最终用途的功能而变的。目前国内的铝合金在切削加工中，切屑连续，必须有切屑处理的工序和除去车削时制品角部和钻孔加工时钻孔周围生成的毛刺的工序。为了解决这些问题，通常是通过添加Pb、Bi等低熔点元素来提高切屑的切断性，得到切削性良好并可以抑制毛刺生成的易切削性铝合金。而由于Pb是有害元素，对于环境保护非常不利，对环境的危害较大，存在使铝制品的再循环性降低的缺点。
发明内容为了解决现有的铝合金含铅，环境污染严重的问题，本发明提供了一种无铅易切削的铝合金，其技术方案为一种无铅易切削铝合金，铝合金配方中除了铝，主要还包括以下成分，重量百分比锡0.5-1.2叙0.2~1.2硅0.5~0.8镁0.8~1.2铜0.2~0,4锰<0.15。上述的无铅易切削铝合金还含有以下金属中的一种或多种铁《0.7铬0.04-0.14锌<0.25钬<0.15。为了描述优选的合金组成，除另有说明外，与百分比相关的所有数值都是重量百分比(wt。/。)。当涉及到任何数值范围时，则包括所述范围内最大和最小值之间的各个数和全部数和/或部分是可以理解的。比如，约O.5-1.2%的锡的范圏将明确地包括约0.51、0.52、0.53和0.6直刮和包括1.15、1.17和1.19%锡Sn的全部中间值。这同样也适用于下文中的其它元素范围。当术语"基本上没有"用于本文时，这指的是不含显著量的那种有意加于该合金成份中的元素，被理解到的是，可以找到痕量的难以避免的元素和/或杂质进入所预期的最终产品中的途径。比如，由于不可避免的添加物的污染或通过与某些处理和/或盛放设备的接触，基本上无铅的机械加工合金可能含有小于O.1%的Pb，或在更佳的基础上含小于O.03。/。的Pb。本发明的全部实施方案都是无铅的。在本发明中Sn、铋Bi通过分别与硅Si共存，进一步提高切削性，当Sn含量不足0.5%,Bi含量不足O.2%时，切削性能不够好，超过l.2%时，不但耐蚀性下降，而且切削时，特别是强力切削时会产生挤裂，加工表面质量将下降。且热变形时会诱发裂紋。Si向铝A1中的固溶量少，因而除了为形成化合物需要的量以外，作为Si的单体粒子分散在基体中。在Si粒子分散的合金組织中，由于由切削工具产生的Si粒子的粉碎或者Si粒子和Al母相的界面剥离，切屑可以迅速的进行切断，使切削性提高。镁Mg固溶于合金基体中，同时与过剩的Si等结合，作为Mg2Si等的析出物M在基体中，使机械特性、特别^S服强度提高，通过与其他的固溶型元素的协同效果进一步j吏合金的切削性提高。铜Cu固溶于合金基体中，同时与A1结合，作为CuAl2等的析出物^:在基体中。因此，使铝合金的机械特性提高，通过与其他的固溶型元素的协同效果提高合金的切削性。锰Mn和铬Cr都是为了在铝合金中通过抑制再结晶化而提高机械强度，同时提高耐腐蚀性而被添加的。Mn含量在不足0.15%、Cr含量在0.04-0.14%的时候，与Si的结合量少，所以可以J吏Si作为单独粒子^L成对切屑切断性有效果的Si,从而能维持优异的切屑切断性。如果铁Fe在铝合金中的含量在0.01-0.7%的范围内，就与Si的结合量少，所以可以使Si作为单独粒子*成对切屑切断性有效果的Si，从而能维持优异的切屑切断性。如果要将Fe的含量降低到不足0.01%,则成本增加，如果超过0.7%，则与Si的化合物增加，Si单独粒子减少，切屑切断性将降低。锌Zn固溶于合金基体中，同时与Mg结合，作为MgZn2等的析出物^t在基体中。因此可以提高铝合金的机械特性，通过与其他的固溶型元素的协同效果提高合金的切削性。为了提高表面钝化处理皮膜的生成速度，提高耐磨性，优选Zn的含量可以为0,1~0.25%。钛Ti也是为了在铝合金中通过抑制由再结晶造成的粗大晶粒的生成而提高机械强度，同时提高耐腐蚀性而被添加。相比现有技术来说，(l)由于以锡替代了铅，毒性明显降低。(2)当用锡替代铅时铝合金的处理工艺最简单；(3)形成低熔点的共晶体；(4)通常不溶于固态铅中；(5)基本上不与铝形成金属间化合物；(6)在熔化时有净膨胀。以下的实施例被用来进一步说明本发明的目的和优点。因此没必要打算将其以任何方式限制范围。具体实施方式下表是根据本发明的方案制得的铝合金配方及其产品性能表1为根据本发明所生产的样1~样10及原来的6012铝合金成分<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>对制作的各试验材(拉拔材)测定O.2%的屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率，同时用下述方法评价切屑切断性、工具的磨损。〔切屑切断性、工具的磨损〕200710190239.X说明书第5/6页用超硬刀片以150m/min的切削速度、0.2鹏/rev的送进速度、1.0腿的进刀量进行湿式切削，用切屑个数/100g来评价切屑切断性。〔工具的磨损〕通过用高速钢单刃刀的干式切削，在200m/min的切削速度、0.2mm/rev的送进速度、10mm的进刀量的条件下进行5分钟的连续切削，测定车刀的后面磨损宽度。表2——T6处理状态<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由上表我们可以清楚的看出按新配比生产的无铅易切削铝合金的性能都已经达到或者超过原来的6012铝合金。表3在表l的样1-样10的成分中又添加了以下金属<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1.一种无铅易切削铝合金，其特征在于铝合金配方中除了铝，主要还包括以下成分，重量百分比锡0.5～1.2铋0.2～1.2硅0.5～0.8镁0.8～1.2铜0.2～0.4锰≤0.15。2.如权利要求1所述的无铅易切削铝合金，其特征在于还含有以下金属中的一种或多种铁<0.7铬0.04-0.14锌<0.25钬《0.15。全文摘要本发明公开了一种无铅易切削铝合金，属于铝合金材料制备领域，无铅易切削铝合金配方为，除了铝还主要包括，重量百分比锡0.5～1.2；铋0.2～1.2；硅0.5～0.8；镁0.8～1.2；铁≤0.7；铜0.2～0.4；锰≤0.15；铬0.04～0.14；锌≤0.25；钛≤0.15。本发明的合金不含有有毒重金属铅，对环境无污染，性能也能达到或者超过原来的6012合金。文档编号C22C21/00GK101158000SQ200710190239公开日2008年4月9日申请日期2007年11月23日优先权日2007年11月23日发明者磊孙申请人:江苏亚太轻合金科技股份有限公司