一种低膨胀铝合金型材及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种低膨胀铝合金型材及其制造方法，其各元素按质量百分比组成为：Si4.4-5.2、Cu1.2-1.6、Mg0.4-0.8、Zn0.3-0.5、Mn0.2-0.3、Be0.15-0.25、Mo0.08-0.14、V0.05-0.1、Tc0.04-0.08、Fe0.03-0.05、Y0.05-0.08、Pr0.03-0.06、Tb0.02-0.04、余量为铝。本发明制得的铝合金型材高致密低膨胀，热裂倾向小，强度高，高温力学性能优异，焊接和可切削性良好，应用领域广泛。
【专利说明】一种低膨胀铝合金型材及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低膨胀铝合金型材及其制造方法，属于铝合金材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铝合金由于其密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、易表面着色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等特点，广泛应用于汽车、机械制造、船舶、建筑、装修等领域。汽车发动机活塞支承环、车辆轴承合金、计算机硬盘基板等都需要铝合金的膨胀率低、尺寸稳定性好、强度高等性质，方可长久工作。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提供了一种低膨胀铝合金型材及其制造方法，降低铝合金的膨胀率。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
一种低膨胀铝合金型材，其各元素按质量百分比组成为:Si 4.4-5.2、Cu 1.2-1.6、Mg 0.4-0.8, Zn 0.3-0.5, Mn 0.2-0.3, Be 0.15-0.25, Mo 0.08-0.14, V 0.05-0.K Tc
0.04-0.08、Fe 0.03-0.05, Y 0.05-0.08, Pr 0.03-0.06, Tb 0.02-0.04、余量为铝。
[0005]低膨胀铝合金型材的制造方法，按上述合金成分将配好的炉料投入熔炼炉，加热至765-785°C，待金属全部熔化，搅拌30-40分钟，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为715-735°C，精炼时间为18-24分钟，精炼完毕后静置20-30分钟，扒渣后开始浇铸，铸造温度为720-740°C，铸造速度为60-80mm/min，冷却水流量为1650-1750L/min ;浇铸后升温至450-470°C，保温12-16小时，再降温至320_340°C，保温5_10小时，再降温至160-190°C，保温4-6小时；然后将铸锭加热至490-510°C，用挤压机挤压成型，挤压速率为2-3mm/s ;将挤压成型后的铝合金型材先以70_80°C /h升温至320_350°C，保温1-1.5h，再以 80-100°C /h 升温至 490-520°C，保温 50_60min，然后以 240_280°C /h迅速降温至110-130°C，再放入0-5°C冰盐水中迅速降至50°C以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材先以40-60°C /h升温至150-180°C，保温8_12h ;然后以30_50°C /h降温至80_90°C，保温
4-7h ;再以 40-50°C /h 升温至 160-190°C，保温 3_6h，最后以 50-60°C /h 降温至 70-80°C，保温5-10h，出炉空冷至室温即得本发明铝合金型材。
[0006]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化钾5-10、氯化钠8-12、氟化铝5-10、氮化镁8-12、硼化钛4_8、冰晶石10-15、硅灰石4_8、膨润土 3-5 ；b.将上述冰晶石、硅灰石、膨润土粉碎过300-400目筛，混合均匀后，加入2-3%的氮化铝、
0.5-1%的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、1-2%的纳米碳、1-1.5%的硬脂酸锌，2000-3000rpm高速搅拌10_15min，取出烘干，在1200-1600°C下煅烧2_3h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料加热至750-800°C，待其全部熔融后，澄清l_2h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过200-400目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。[0007]本发明精炼剂的脱杂质率在65-75%之间，去除合金液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化合金液提高了内部质量，气孔度降低1-2度，得到有效的控制。
[0008]本发明的有益效果:
本发明制得的铝合金型材高致密低膨胀，热裂倾向小，强度高，高温力学性能优异，焊接和可切削性良好，应用领域广泛。
【具体实施方式】
[0009]一种低膨胀铝合金型材，其各元素按质量百分比组成为:Si 4.4-5.2、Cu
1.2-1.6, Mg 0.4-0.8, Zn 0.3-0.5, Mn 0.2-0.3, Be 0.15-0.25, Mo 0.08-0.14, V
0.05-0.1、Tc 0.04-0.08、Fe 0.03-0.05、Y 0.05-0.08、Pr 0.03-0.06、Tb 0.02-0.04、余
量为招。
[0010]低膨胀铝合金型材的制造方法，按上述合金成分将配好的炉料投入熔炼炉，加热至780°C，待金属全部熔化，搅拌30分钟，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为720°C，精炼时间为22分钟，精炼完毕后静置25分钟，扒渣后开始浇铸，铸造温度为730°C，铸造速度为70mm/min，冷却水流量为1700 L/min ;浇铸后升温至460°C，保温14小时，再降温至330°C，保温8小时，再降温至180°C，保温5小时；然后将铸锭加热至505°C，用挤压机挤压成型，挤压速率为2.5mm/s ;将挤压成型后的铝合金型材先以80°C /h升温至3400C，保温lh，再以90°C /h升温至510°C，保温50min，然后以260°C /h迅速降温至120°C，再放入2°C冰盐水中迅速降至50° C以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材先以50°C /h升温至160°C，保温IOh ;然后以40°C /h降温至80°C，保温6h ;再以50°C /h升温至180°C，保温4h，最后以60°C /h降温至70°C，保温7h，出炉空冷至室温即得本发明铝合金型材。
[0011]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量(kg)的原料:氯化钾10、氯化钠8、氟化铝6、氮化镁10、硼化钛6、冰晶石12、硅灰石6、膨润土 4 ;b.将上述冰晶石、硅灰石、膨润土粉碎过300目筛，混合均匀后，加入2%的氮化铝、0.6%的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、1%的纳米碳、1.5%的硬脂酸锌，3000rpm高速搅拌lOmin，取出烘干，在1450°C下煅烧2h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料加热至780°C，待其全部熔融后，澄清lh，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过300目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
[0012]所得的铝合金型材经检验力学性能为:抗拉强度464Mpa，屈服强度为346Mpa，伸长率为9.8%，在250-400°C下的热膨胀系数在6.8X 10-6-7.2Χ 10-6之间。
【权利要求】
1.一种低膨胀铝合金型材，其特征在于:其各元素按质量百分比组成为:Si 4.4-5.2、Cu 1.2-1.6, Mg 0.4-0.8, Zn 0.3-0.5, Mn 0.2-0.3, Be 0.15-0.25, Mo 0.08-0.14, V0.05-0.1、Tc 0.04-0.08、Fe 0.03-0.05、Y 0.05-0.08、Pr 0.03-0.06、Tb 0.02-0.04、余量为招。
2.如权利要求1所述的低膨胀铝合金型材的制造方法，其特征在于:按上述合金成分将配好的炉料投入熔炼炉，加热至765-785°C，待金属全部熔化，搅拌30-40分钟，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为715-735°C，精炼时间为18-24分钟，精炼完毕后静置20-30分钟，扒渣后开始浇铸，铸造温度为720-740°C，铸造速度为60-80mm/min,冷却水流量为1650-1750 L/min ;浇铸后升温至450_470°C，保温12-16小时，再降温至320-340°C，保温5-10小时，再降温至160_190°C，保温4_6小时；然后将铸锭加热至490-510°C，用挤压机挤压成型，挤压速率为2-3mm/s ;将挤压成型后的铝合金型材先以 70-80°C /h 升温至 320-350°C，保温 1-1.5h，再以 80-100°C /h 升温490_520°C，保温50-60min，然后以240-280°C /h迅速降温至110_130°C，再放入0_5°C冰盐水中迅速降至50°C以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材先以40-60°C /h升温至150-180°C，保温8-12h ;然后以 30-50°C /h 降温至 80-90°C，保温 4-7h ;再以 40_50°C /h 升温至 160_190°C，保温3-6h，最后以50-60°C /h降温至70-80°C，保温5_10h，出炉空冷至室温即得本发明铝合金型材； 所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化钾5-10、氯化钠8-12、氟化铝5-10、氮化镁8-12、硼化钛4-8、冰晶石10-15、硅灰石4-8、膨润土 3-5 ；b.将上述冰晶石、硅灰石、膨润土粉碎过300-400目筛，混合均匀后，加入2-3%的氮化铝、0.5-1%的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、1-2%的纳米碳、1-1.5%的硬脂酸锌，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，取出烘干，在1200-1600°C下煅烧2_3h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料加热至750-800°C，待其全部熔融后，澄清l_2h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过200-400目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
【文档编号】C22C21/02GK103469020SQ201310348320
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月12日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】徐兴洪 申请人:安徽盛达前亮铝业有限公司