一种高耐磨铝合金型材的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高耐磨铝合金型材的生产工艺，该合金中各元素的质量百分含量为：Si?12-16、Mg?4-6、Zn?2-3、Mn?0.6-1.2、V?0.4-0.8、Cr?0.3-0.5、Ni?0.2-0.3、Ti?0.18-0.22、Co?0.1-0.15、As?0.03-0.05、In?0.02-0.03、P?0.01-0.02、RE?0.08-0.12，余量为Al；本发明适当提高Mg元素的含量，优化Si/Mg配比，合金组织中可以生成大量Mg2Si相，这些硬质颗粒可以显著提高合金的耐磨性能，同时合金组织中还添加了少量的As、In以及稀土金属元素，可以改善合金的高温稳定性。本发明铝合金型材强度高、高温稳定性强、耐磨性能优异，可以广泛应用于工业上的耐磨损零部件。
【专利说明】一种高耐磨铝合金型材的生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高耐磨铝合金型材的生产工艺，属于铝合金材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铝合金材料密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，已成为最具潜力、最广泛应用的金属材料之一。一般用于传动系统零件的金属材料大都是取用轻量化的铝合金，且该铝合金材料需要具有较佳耐磨性的机械性质，然而随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金材料的耐磨性能的要求越来越高，现有的耐磨铝合金仍存在耐磨性能不能满足更高要求，且热稳定性差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种一种高耐磨铝合金型材的生产工艺，该铝合金型材高温稳定性强、耐磨性能优异，可以广泛应用于工业上的耐磨损零部件。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
一种高耐磨铝合金型材的生产工艺，包括以下步骤:
(I)将炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，待炉料熔化后，撒上3/5量的覆盖剂覆盖，当合金熔液升温至750-780°C时，用炉料重量0.2-0.3%的NaBF4和0.4-0.6%的C2Cl6进行精炼，入炉静置10-15min，降温至720_740°C时，将块状变质剂压入炉中央底部，进行变质处理，变质反应2-3min后，撒上剩余的2/5的覆盖剂，静置12_16min后即可进行浇铸，浇铸前确保熔液中各合金元素的`质量百分含量为:Si 12-16、Mg 4-6、Zn 2-3, Mn 0.6-1.2,
V0.4-0.8、Cr 0.3-0.5、Ni 0.2-0.3、Ti 0.18-0.22、Co 0.1-0.15、As 0.03-0.05、In0.02-0.03、P 0.01-0.02、RE 0.08-0.12，余量为 Al ；
(2)将熔液连续浇铸成铸锭，然后进行均匀化退火处理，即铸锭先从室温以80-100 0C /h 升温至 220-240°C，保温 5_8h，再以 105-125 °C /h 升温至 460_490°C，保温10-15h，然后再以55-65°C /h升温至540_560°C，保温6_12h，然后以120_150°C /h降温至320-3500C /h，保温4-7h，最后以50_60°C /h降温至180-240°C，保温3_5h，出炉空冷至室温；均匀化退火后，将铸锭加热至470-490°C，用挤压机挤压成型，挤压速率为7-10m/min ；
(3)将铝合金型材加热至500-520°C，保温40-50min，然后以320_350°C/h迅速降温至120-150°C后放入0-5°C冰盐水中降至50°C以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材先以 30-40°C /h 升温至 80-90°C，保温 15_20h，再以 50_60°C /h 升温至 160_180°C，保温
3-5h，再以40-50°C /h降温至80-90°C，保温10_15h ;冷却至室温后再以40_50°C /h升温至170-190°C，保温4-6h，再以50-60°C /h降温至至70_80°C，保温10_15h，随炉空冷至室温；
(4)时效处理后的铝合金型材经过阳极氧化、电泳涂漆等工序后即得高耐磨铝合金型材。
[0005]所述的覆盖剂由下列重量份的原料混合而成:碳酸钠10-15、氯化钾5-10、玻璃粉8-12、刚玉粉5-10、萤石粉5-10、椰壳炭粉4-6、氮化铝3_5、镁砂粉6_9、莫来石粉8_12、凹凸棒土 5_10。
[0006]所述的块状变质剂的质量百分比成分为:La 5-8、Ho 3-6, Yb 2-3, Si 10-14, As
4-7、In 3-5,P 2_3、余量为Al ;其由混合稀土金属锭、AlPSi中间合金、AlAsIn中间合金和纯铝锭经熔炼、精炼、除气除渣、搅拌均匀后，浇铸成块状制得。
[0007]本发明的有益效果:
本发明适当提高Mg元素的含量，优化Si/Mg配比，合金组织中可以生成大量Mg2Si相，这些硬质颗粒可以显著提高合金的耐磨性能，同时合金组织中还添加了少量的As、In以及稀土金属元素，可以改善合金的高温稳定性。本发明铝合金型材强度高、高温稳定性强、耐磨性能优异，可以广泛应用于工业上的耐磨损零部件。
【具体实施方式】
[0008]一种高耐磨铝合金型材的生产工艺，包括以下步骤:
(I)将炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，待炉料熔化后，撒上3/5量的覆盖剂覆盖，当合金熔液升温至765°C时，用炉料重量0.3%的NaBF4和0.5%的C2Cl6进行精炼，入炉静置15min，降温至730°C时，将块状变质剂压入炉中央底部，进行变质处理，变质反应2min后，撒上剩余的2/5的覆盖剂，静置14min后即可进行浇铸，浇铸前确保熔液中各合金元素的质量百分含量为:Si 12-16、Mg 4-6、Zn 2-3、Mn 0.6-1.2、V 0.4-0.8、Cr 0.3-0.5、Ni0.2-0.3、Ti 0.18-0.22、Co 0.1-0.15、As 0.03-0.05、In 0.02-0.03、P 0.01-0.02、RE
0.08-0.12，余量为 Al ；
(2)将熔液连续浇铸成铸锭，然后进行均匀化退火处理，即铸锭先从室温以90°C/h升温至230°C，保温6h，再以110°C /h升温至480°C，保温12h，然后再以60°C /h升温至5500C，保温8h，然后以140°C /h降温至340°C /h，保温6h，最后以50°C /h降温至210°C，保温4h，出炉空冷至室温；均匀化退火后，将铸锭加热至480°C，用挤压机挤压成型，挤压速率为 9m/min ；
(3)将铝合金型材加热至510°C，保温45min，然后以330°C/h迅速降温至140°C后放入2°C冰盐水中降至50°C以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材先以40°C /h升温至90 V，保温18h，再以60 V /h升温至180 V，保温4h，再以50°C /h降温至80 V，保温15h ；冷却至室温后再以50°C /h升温至180°C，保温5h，再以60°C /h降温至至80°C，保温12h，随炉空冷至室温；
(4)时效处理后的铝合金型材经过阳极氧化、电泳涂漆等工序后即得高耐磨铝合金型材。
[0009]所述的覆盖剂由下列重量(kg)的原料混合而成:碳酸钠12、氯化钾8、玻璃粉10、刚玉粉6、萤石粉8、椰壳炭粉5、氮化铝4、镁砂粉7、莫来石粉10、凹凸棒土 10。
[0010]所述的块状变质剂的质量百分比成分为:La 5-8、Ho 3_6、Yb 2_3、Si 10-14, As
4-7、In 3-5,P 2_3、余量为Al ;其由混合稀土金属锭、AlPSi中间合金、AlAsIn中间合金和纯铝锭经熔炼、精炼、除气除渣、搅拌均匀后，浇铸成块状制得。
[0011]本实施例制得的铝合金型材经检验，其力学性能为:抗拉强度374Mpa，屈服强度为248Mpa，伸长率为11.2%。[0012] 该铝合金型材在0.065-4.5m/s的摩擦速度、润滑油作为介质条件下，其磨耗量(0.01Og/cm2，说明该铝合金型材具有优异的耐磨性能。
【权利要求】
1.一种高耐磨铝合金型材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤: (1)将炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，待炉料熔化后，撒上3/5量的覆盖剂覆盖，当合金熔液升温至750-780 °C时，用炉料重量0.2-0.3%的NaBF4和0.4-0.6%的C2Cl6进行精炼，入炉静置10-15min，降温至720_740°C时，将块状变质剂压入炉中央底部，进行变质处理，变质反应2-3min后，撒上剩余的2/5的覆盖剂，静置12_16min后即可进行浇铸，浇铸前确保熔液中各合金元素的质量百分含量为:Si 12-16、Mg 4-6、Zn 2-3, Mn 0.6-1.2,V0.4-0.8、Cr 0.3-0.5、Ni 0.2-0.3、Ti 0.18-0.22、Co 0.1-0.15、As 0.03-0.05、In0.02-0.03、P 0.01-0.02、RE 0.08-0.12，余量为 Al ； (2)将熔液连续浇铸成铸锭，然后进行均匀化退火处理，即铸锭先从室温以80-100°C/h升温至220-240°C，保温5-8h，再以105_125°C /h升温至460_490°C，保温10_15h，然后再以 55-65°C /h 升温至 540-560°C，保温 6_12h，然后以 120_150°C /h 降温至 320_350°C /h,保温4-7h，最后以50-60°C /h降温至180-240°C，保温3_5h，出炉空冷至室温；均匀化退火后，将铸锭加热至470-490°C，用挤压机挤压成型，挤压速率为7-10m/min ； (3)将铝合金型材加热至500-520°C，保温40-50min，然后以320-350°C/h迅速降温至120-150°C后放入0-5°C冰盐水中降至50°C以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材先以30-40 V /h升温至80-90 V，保温15_20h，再以50-60 V /h升温至160-180 V，保温3-5h，再以40-50°C /h降温至80-90°C，保温10_15h ;冷却至室温后再以40_50°C /h升温至170-190°C，保温4-6h，再以50-60°C /h降温至至70_80°C，保温10_15h，随炉空冷至室温； (4)时效处理后的铝合金型材经过阳极氧化、电泳涂漆等工序后即得高耐磨铝合金型材。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨铝合金型材的生产工艺，其特征在于，所述的覆盖剂由下列重量份的原料混合而成:碳酸钠I O-15、氯化钾5-10、玻璃粉8-12、刚玉粉5-10、萤石粉5-10、椰壳炭粉4-6、氮化铝3-5、镁砂粉6-9、莫来石粉8_12、凹凸棒土 5_10。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨铝合金型材的生产工艺，其特征在于，所述的块状变质剂的质量百分比成分为:La 5-8,Ho 3-6,Yb 2-3,Si 10-14,As 4-7、In 3-5,P 2-3、余量为Al ;其由混合稀土金属锭、AlPSi中间合金、AlAsIn中间合金和纯铝锭经熔炼、精炼、除气除渣、搅拌均匀后，浇铸成块状制得。
【文档编号】C22C1/06GK103484697SQ201310348496
【公开日】2014年1月1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