一种铝合金及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种铝合金及其制备方法，本发明铝合金由以下按重量百分比的组分组成（wt%）：Mg（0.55-0.65）、Mn（0.25-0.3）、Cr（0.1-0.2）、Si（0.7-0.75）、Fe（0.1-0.25）、Cu（0.4-0.45）、Ti（0.02-0.06）、Na（0.15-0.20），余量为Al。本发明通过改变合金元素种类和含量，改善了合金的抗腐蚀性，提高合金成形性和焊接性，并且可有效的降低铝合金的热导率与比热容，减小了焊接过程中热量的散失，同时铝合金的热膨胀系数也相应的降低，降低了焊接时焊件的应力变形。
【专利说明】一种绍合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝合金及其制备方法，具体涉及一种具有高抗腐蚀性、较佳的成型性、优良的焊接性的铝合金及其制备方法，属于铝合金【技术领域】。
【背景技术】
[0002]从二十世纪九十年代开始一些发达国家的铝业公司开始研究无铅易加工铝合金，研究者们研究采用其它合金元素来替代招合金中的铅。这些替代元素包括:S1、Mn、Fe以及Ni等。Kaiser markets采用Sn来替代6262中的Pb，设计了其内部牌号为KA62合金，与6262合金相比，该合金的物理性能和加工性能为B级。Reynolds则采用In和Sn替代6262合金中的Pb和Bi，这些合金元素在铝合金中形成了人们所期望的低熔点共晶相，且加工性能比6262有所提高。Kobe Steel公司则主要采用调整传统合金元素，尤其是:S1、Mn、Fe以及Ni的含量来提高加工性能，研究结果表明，合金的Si含量降低可以提高合金的加工性能，并在此基础上变化2017和6061的Si含量分别设计了 KE2和KE6。Reynolds金属公司研究了添加Ti和In取代AA6262合金中的Bi和Pb，得到了加工性能和AA6262相当的合金材料，随后公司又研究加入Bi和In来代替Pb，并在2001年申请了美国专利。
[0003]申请号为02104298.5的专利公开了一种高纯、高强铝合金，其化学成分及含量为 Zn (7-9) %、Mg (1.7-3.0) %、Cu (1.5-2.6) %、Zr (0.1-0.25) %、Cr 小于 0.1%、Ti 小于
0.06%、Fe小于0.15%、Si小于0.12%，余量为Al。该发明具有高的强度，良好的腐蚀性能，较好的断裂韧性和良好的可铸造成型性，然而本发明焊接性较差。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种铝合金及其制备方法，具体涉及一种具有高抗腐蚀性、较佳的成型性、优良的焊接性的铝合金。本发明的技术方案如下:
一种铝合金，由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg (0.55-0.65), Mn (0.25-0.3)、Cr (0.1-0.2), Si (0.7-0.75), Fe (0.1-0.25), Cu(0.4-0.45), Ti (0.02-0.06)、Na (0.15-0.20)，余量为 Al。
[0005]进一步的，本发明由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg (0.56-0.63),Mn (0.26-0.29),Cr (0.12-0.19),Si (0.71-0.74),Fe (0.13-0.22)、Cu (0.41-0.44), Ti (0.03-0.06), Na (0.16-0.19)，余量为 Al。
[0006]进一步的，本发明由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg (0.59-0.61),Mn (0.27-0.29),Cr (0.13-0.18),Si (0.72-0.74),Fe (0.15-0.20)、Cu (0.42-0.44), Ti (0.03-0.05), Na (0.16-0.18)，余量为 Al。
[0007]更进一步的，本发明由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg 0.60,Mn 0.28,Cr 0.15,Si 0.73,Fe 0.18,Cu 0.43,Ti 0.04,Na 0.17，余量为 Al。
[0008]制备上述铝合金的方法，包括以下步骤:
(I)将按重量计的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔炉内进行熔炼，保证熔炼温度为560°C -760°C ；
(2)待炉料融化约90%左右时平稳搅拌，禁止将表面浮渣卷入熔体金属中，每炉次在熔化过程中进行2-5次炉底搅拌，用于助熔，缩短熔化时间，防止铝水局部过烧；
(3)熔体经搅拌均匀后立即取样，进行炉前分析，根据分析结果确定补料量取样温度不得低于730 0C ；
(4)随炉料进行精炼，根据取样分析的结果，计算材料的补充量；
(5)第二次取样分析，静置10分钟，铸造成型。
[0009]上述制备方法中，步骤(1)中熔炼温度优选为650°C _760°C，更优选的为7300C -7600C。步骤(2)中每炉次在熔化过程中进行3或4次炉底搅拌。
[0010]本发明铝合金通过改变合金元素种类和含量，使发生在合金固溶体内的分解均匀进行，从而实现降低组织电化学不均匀性，改善合金的抗腐蚀性，提高合金成形性和焊接性，并且可有效的降低铝合金的热导率与比热容，减小了焊接过程中热量的散失，同时铝合金的热膨胀系数也相应的降低，降低了焊接时焊件的应力变形。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
[0012]实施例1 一种抗腐蚀性、成型性好、焊接性好的铝合金由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg 0.60,Mn 0.28,Cr 0.15,Si 0.73,Fe 0.18,Cu 0.43,Ti 0.04,Na 0.17，余量为 Al。
[0013]制备上述铝合金的方法，包括以下步骤:
(1)将按重量计的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔炉内进行熔炼，保证熔炼温度为730°C -760°C ；
(2)待炉料融化约90%左右时平稳搅拌，禁止将表面浮渣卷入熔体金属中，每炉次在熔化过程中进行4次炉底搅拌，用于助熔，缩短熔化时间，防止铝水局部过烧；
(3)熔体经搅拌均匀后立即取样，进行炉前分析，根据分析结果确定补料量取样温度不得低于730 0C ；
(4)随炉料进行精炼，根据取样分析的结果，计算材料的补充量；
(5)第二次取样分析，静置10分钟，铸造成型。
[0014]实施例2 —种抗腐蚀性、成型性好、焊接性好的铝合金由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg 0.55, Mn 0.26, Cr 0.USi 0.71、Fe 0.UCu 0.41、Ti 0.02, Na 0.16，余量为 Al。
[0015]制备上述铝合金的方法，包括以下步骤:
(1)将按重量计的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔炉内进行熔炼，保证熔炼温度为650°C -760°C ；
(2)待炉料融化约90%左右时平稳搅拌，禁止将表面浮渣卷入熔体金属中，每炉次在熔化过程中进行3次炉底搅拌，用于助熔，缩短熔化时间，防止铝水局部过烧；(3)熔体经搅拌均匀后立即取样，进行炉前分析，根据分析结果确定补料量取样温度不得低于730 0C ；
(4)随炉料进行精炼，根据取样分析的结果，计算材料的补充量；
(5)第二次取样分析，静置10分钟，铸造成型。
[0016]实施例3 —种抗腐蚀性、成型性好、焊接性好的铝合金由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg 0.63,Mn 0.29、Cr 0.19,Si 0.74,Fe 0.22,Cu 0.44,Ti 0.06,Na 0.19，余量为 Al。
[0017]制备上述铝合金的方法，包括以下步骤:
(1)将按重量计的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔炉内进行熔炼，保证熔炼温度为560°C -760°C ；
(2)待炉料融化约90%左右时平稳搅拌，禁止将表面浮渣卷入熔体金属中，每炉次在熔化过程中进行5次炉底搅拌，用于助熔，缩短熔化时间，防止铝水局部过烧；
(3)熔体经搅拌均匀后立即取样，进行炉前分析，根据分析结果确定补料量取样温度不得低于730 0C ；
(4)随炉料进行精炼，根据取样分析的结果，计算材料的补充量；
(5)第二次取样分析，静置10分钟，铸造成型。
[0018]试验例I本发明铝合金的性能测定
本发明铝合金通过改变合金元素种类和含量，使得铝合金的电导率、热导率及比热容均相应的降低，提高了铝合金的耐腐蚀性，减少了焊接过程中热量的损失，通过改变各组分的含量，使得该铝合金的膨胀系数也降低，减小了焊接时焊件应力过大造成的变形。本发明性能测定如表1所示:
表1
【权利要求】
1.一种铝合金，其特征在于，由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg (0.55-0.65), Mn (0.25-0.3)、Cr (0.1-0.2), Si (0.7-0.75), Fe (0.1-0.25), Cu(0.4-0.45), Ti (0.02-0.06)、Na (0.15-0.20)，余量为 Al。
2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg (0.56-0.63),Mn (0.26-0.29),Cr (0.12-0.19),Si (0.71-0.74),Fe (0.13-0.22)、Cu (0.41-0.44), Ti (0.03-0.06), Na (0.16-0.19)，余量为 Al。
3.根据权利要求2所述的铝合金，其特征在于，由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg (0.59-0.61),Mn (0.27-0.29),Cr (0.13-0.18),Si (0.72-0.74),Fe (0.15-0.20)、Cu (0.42-0.44), Ti (0.03-0.05), Na (0.16-0.18)，余量为 Al。
4.根据权利要求2所述的铝合金，其特征在于，由以下按重量百分比的组分组成(wt%):
Mg 0.60,Mn 0.28,Cr 0.15,Si 0.73,Fe 0.18,Cu 0.43,Ti 0.04,Na 0.17，余量为 Al。
5.制备如权利要求1-4任一项所述的铝合金的方法，包括以下步骤: (1)将按重量计的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔炉内进行熔炼，保证熔炼温度为560°C -760°C ； (2)待炉料融化约90%左右时平稳搅拌，禁止将表面浮渣卷入熔体金属中，每炉次在熔化过程中进行2-5次炉底搅拌； (3)熔体经搅拌均匀后立即取样，进行炉前分析，取样温度不得低于730°C； (4)随炉料进行精炼，根据取样分析的结果，计算材料的补充量； (5)第二次取样分析，静置10分钟，铸造成型。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中熔炼温度为650 0C -760。。。
7.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中熔炼温度为730 0C -760。。。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中每炉次在熔化过程中进行3或4次炉底搅拌。
【文档编号】C22C1/02GK104178668SQ201410463282
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】王明星, 王明亮, 王呈刚, 张建忠 申请人:山东裕航特种合金装备有限公司