一种渔具用铝合金及其制备方法与流程

本发明涉及金属材料领域，特别涉及一种渔具用铝合金及其制备方法。
背景技术：
：随着人们生活水平的不断提升，人们对于自身的日常的娱乐生活方式也是越来越关注。尤其是一些户外的活动，例如钓鱼、打球、放风筝等，更是得到了不少人的青睐。其中，钓鱼这一项目不仅能够陶冶人的情操，同时，也有机会能够让人获得不少收获。至此，也是越来越多的人喜欢上了这一项户外运动。为此，很多专业的钓鱼人士都会购买一些必要的渔具，并且，由于钓鱼的环境普遍是潮湿的，渔具长期放置于这样的环境中，很容易被腐蚀。因而，用于制作渔具的材料必须是具有较强耐腐蚀能力的。为此，不少渔具生产厂家也是选用了铝合金材料来作为渔具的制作过程中的主体材料。而传统的铝合金在材料表面普遍都是较为柔软，因而在制作部分渔具的后，由于需要承受不同大小力的作用。例如线轮，其是卷绕鱼线的重要部件，在每次钓到鱼后进行收线时，线轮表面都很有可能被挤压出痕迹，久而久之就很容易造成线轮和鱼线的损坏。技术实现要素：本发明的目的是提供一种渔具用铝合金，其具有较大的硬度和结构强度，从而有利于延长各渔具的使用寿命，同时，其制备过程简便，安全系数高，适合规模化生产。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种渔具用铝合金，其特征在于：按质量百分数计，包括si：0.48～0.52%、mg：0.80～0.86%、cu：0.08～0.12%、v：0.043～0.057%、fe：≤0.13%、mn：≤0.05%、se：0.012～0.024%、mo：0.024～0.028%、sc：0.057～0.065%和ti：0.43～0.53%，余料为al和不可避免的杂质。优选为，按质量百分数计，包括si：0.49%、mg：0.83%、cu：0.11%、v：0.049%、fe：0.09%、mn：0.04%、se：0.018%、mo：0.026%、sc：0.060%和ti：0.49%，余料为al和不可避免的杂质。通过采用上述技术方案，镁和硅在铝合金中能够形成强化相mg2si，尤其是当mg和si的质量比小于1.73的时候，则能够有效地保证镁硅在铝中的固溶度。尤其是当mg/si在1.5-1.7范围内的时候，还有利于提高铝合金材料的光亮度和硬度。以便用于制成摩擦度小的制品，尤其是渔具中线轮。其次，钛、钒和钼，分别能够与铝形成ti-6al-4v和ti-8al-mo-v晶体，这两种晶体不仅使得铝合金的质量较轻，同时其综合的力学性能，尤其是结构强度能够获得显著的提升。而钪对于铝和铝合金具有强烈的晶粒细化作用，其主要原因是由于析出相al3sc在合金变形与热加工过程中能有效地钉扎晶界，使合金始终保持细小晶粒组织。从而也就能够进一步提高铝合金的结构强度了。一种渔具用铝合金的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将硅铜中间合金加入到熔化炉中，之后升高温度使硅酮中间合金全部熔化；步骤二：将五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭、镁条加入到步骤一的熔化炉中，使得五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭和镁条全部熔化；步骤三：继续向熔化炉中加入钢锭、硒粉、钼锭和钪锭，直至物料全部熔化，加入铝锭和造渣剂，待铝锭熔化后得到熔融液；步骤四：将熔融液转移到vd炉中，向熔融液中加入脱氧剂，并持续1～3h；步骤五：之后向熔融液中再加入覆盖剂，继续保温1～2h；步骤六：将步骤五的熔融液倒入到模具中，使其自然冷却，得到半成品；步骤七：对半成品于590～605℃之间进行淬火1h，淬火后迅速冷却半成品；步骤八：利用冲床对半成品进行冷压操作，得到相应的铝合金制品。通过采用上述技术方案，将半成品置于590～605℃之间进行淬火，这样能够加大mg2si在铝合金的固溶效果，尤其是在595℃的情况下，mg2si的固溶效果能够达到最大值。优选为，所述脱氧剂为石墨和硫磺中一种或两种的混合物。通过采用上述技术方案，石墨和硫磺均具有较强的还原性，其能够与合金中的氧进行结合，生成气体，从而有利于提高脱氧的效果，优选为，步骤四中，脱氧过程中利用真空泵对熔化炉进行抽真空操作。通过采用上述技术方案，利用真空泵对产生的气体进行抽离，这样有利于降低vd炉中氧化气体的量，从而也便于提高脱氧剂的脱氧效果。优选为，所述覆盖剂为珍珠岩粉和硅藻土中的一种或两种的混合物。通过采用上述技术方案，珍珠岩粉和硅藻土覆盖与熔融液上，能够有效地对熔融液进行保温，使得vd炉中的熔融液能够充分地发生反应。优选为，步骤四中在熔融液转移至vd炉前，先利用陶瓷过滤板对熔融液进行过滤。利用陶瓷过滤板对熔融液进行过滤，这样能够有效地除去渣体及其他未熔化的杂质，从而有利于保证铝合金的均一性，进而有利于提高铝合金的表面光洁度。优选为，所述造渣剂为氧化钙和氟化钙中的一种。此处，造渣剂选用氧化钙和氟化钙，这样有利于降低渣相的熔点和粘度，提高渣与金属分离之间的效果。另外，由于熔融液是自然冷却的，并且熔融液是单相区的，这样熔融液内部存在的杂质随凝固界面的推进，而被排除到合金锭的顶部缩松区，而这个区域在后续合金清理过程中将被去除，不会进入到产品中，从而保证获得致密、洁净的合金。优选为，步骤七中，淬火后半成品的冷却速度为200～250℃/h。在淬火后快速冷却半成品，有利于促进合金中晶体的细化效果，从而也就有利于提高合金的结构强度。优选为，步骤七中，待半成品冷却之后，将半成品置于室外进行自然时效96～120h。通过采用上述技术方案，由于前期淬火的过程中，温度已经达到了590℃，这样在自然时效之后，合金的强度能够进一步提高，而自然时效的时间控制在96～120h，这样能够充分地去除合金内部的应力。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、镁和硅能够在铝合金中形成mg2si晶体，其能够有效地提高铝合金的强度，尤其是质量在1.5～1.7之间，能够有效地提高合金的硬度和光亮度；2、钒、钛以及钼能够与铝形成两种合金相，这样能够降低合金的质量，但同时能够提高铝合金结构强度；3、通过淬火和速冷的方式有利于提高合金的晶体细化度，从而也就能够进一步提高合金的结构强度。附图说明图1为一种渔具用铝合金的制备工艺流程图。具体实施方式以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。实施例一：一种渔具用铝合金的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将硅铜中间合金加入到熔化炉中，之后升高温度使硅酮中合金全部熔化；步骤二：将五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭、镁条加入到步骤一的熔化炉中，使得五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭和镁条全部熔化；步骤三：继续向熔化炉中加入钢锭、硒粉、钼锭和钪锭，直至物料全部熔化，加入铝锭和造渣剂，待铝锭熔化后得到熔融液；步骤四：将熔融液通过陶瓷锅炉板锅炉，之后转移到vd炉中，向熔融液中加入脱氧剂，同时利用真空泵对vd炉进行抽真空操作，并持续1h；步骤五：之后向熔融液中再加入覆盖剂，继续保温1h；步骤六：将步骤五的熔融液倒入到模具中，使其自然冷却，得到半成品；步骤七：对半成品于590℃之间进行淬火1h，淬火后200℃/h冷却半成品至70℃，之后置于室外进行自然时效96h；步骤八：利用冲床对半成品进行冷压操作，得到相应的铝合金制品。此处，所述脱氧剂为石墨。所述覆盖剂为珍珠岩粉。所述造渣剂为氧化钙。最终，得到的铝合金制品各元素含量为，按质量分数计为si：0.48%、mg：0.80%、cu：0.08%、v：0.043%、fe：0.002%、mn：0.01%、se：0.012%、mo：0.024%、sc：0.057%和ti：0.43%，余料为al和不可避免的杂质。实施例二：一种渔具用铝合金的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将硅铜中间合金加入到熔化炉中，之后升高温度使硅酮中间合金全部熔化；步骤二：将五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭、镁条加入到步骤一的熔化炉中，使得五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭和镁条全部熔化；步骤三：继续向熔化炉中加入钢锭、硒粉、钼锭和钪锭，直至物料全部熔化，加入铝锭和造渣剂，待铝锭熔化后得到熔融液；步骤四：将熔融液通过陶瓷锅炉板锅炉，之后转移到vd炉中，向熔融液中加入脱氧剂，同时利用真空泵对vd炉进行抽真空操作，并持续3h；步骤五：之后向熔融液中再加入覆盖剂，继续保温2h；步骤六：将步骤五的熔融液倒入到模具中，使其自然冷却，得到半成品；步骤七：对半成品于605℃之间进行淬火1h，淬火后250℃/h冷却半成品至70℃，之后置于室外进行自然时效120h；步骤八：利用冲床对半成品进行冷压操作，得到相应的铝合金制品。此处，所述脱氧剂为硫磺。所述覆盖剂为硅藻土。所述造渣剂为氟化钙。最终，得到的铝合金制品各元素含量为，按质量分数计为si：0.52%、mg：0.86%、cu：0.12%、v：0.057%、fe：0.13%、mn：0.005%、se：0.024%、mo：0.028%、sc：0.065%和ti：0.53%，余料为al和不可避免的杂质。实施例三：一种渔具用铝合金的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将硅铜中间合金加入到熔化炉中，之后升高温度使硅酮中间合金全部熔化；步骤二：将五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭、镁条加入到步骤一的熔化炉中，使得五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭和镁条全部熔化；步骤三：继续向熔化炉中加入钢锭、硒粉、钼锭和钪锭，直至物料全部熔化，加入铝锭和造渣剂，待铝锭熔化后得到熔融液；步骤四：将熔融液通过陶瓷锅炉板锅炉，之后转移到vd炉中，向熔融液中加入脱氧剂，同时利用真空泵对vd炉进行抽真空操作，并持续2h；步骤五：之后向熔融液中再加入覆盖剂，继续保温1.5h；步骤六：将步骤五的熔融液倒入到模具中，使其自然冷却，得到半成品；步骤七：对半成品于595℃之间进行淬火1h，淬火后225℃/h冷却半成品至70℃，之后置于室外进行自然时效108h；步骤八：利用冲床对半成品进行冷压操作，得到相应的铝合金制品。此处，所述脱氧剂为石墨和硫磺的混合物，两者质量比为1：1。所述覆盖剂为硅藻土。所述造渣剂为氧化钙。最终，得到的铝合金制品各元素含量为，按质量分数计为si：0.49%、mg：0.83%、cu：0.11%、v：0.049%、fe：0.09%、mn：0.04%、se：0.018%、mo：0.026%、sc：0.060%和ti：0.49%，余料为al和不可避免的杂质。实施例四：一种渔具用铝合金的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将硅铜中间合金加入到熔化炉中，之后升高温度使硅酮中间合金全部熔化；步骤二：将五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭、镁条加入到步骤一的熔化炉中，使得五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭和镁条全部熔化；步骤三：继续向熔化炉中加入钢锭、硒粉、钼锭和钪锭，直至物料全部熔化，加入铝锭和造渣剂，待铝锭熔化后得到熔融液；步骤四：将熔融液通过陶瓷锅炉板锅炉，之后转移到vd炉中，向熔融液中加入脱氧剂，同时利用真空泵对vd炉进行抽真空操作，并持续3h；步骤五：之后向熔融液中再加入覆盖剂，继续保温1h；步骤六：将步骤五的熔融液倒入到模具中，使其自然冷却，得到半成品；步骤七：对半成品于600℃之间进行淬火1h，淬火后200℃/h冷却半成品至70℃，之后置于室外进行自然时效120h；步骤八：利用冲床对半成品进行冷压操作，得到相应的铝合金制品。此处，所述脱氧剂为硫磺。所述覆盖剂为珍珠岩粉和硅藻土的混合物，两者的质量比为1：1。所述造渣剂为氟化钙。最终，得到的铝合金制品各元素含量为，按质量分数计为si：0.52%、mg：0.80%、cu：0.10%、v：0.050%、fe：0.07%、mn：0.05%、se：0.024%、mo：0.028%、sc：0.062%和ti：0.43%，余料为al和不可避免的杂质。实施例五：一种渔具用铝合金的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将硅铜中间合金加入到熔化炉中，之后升高温度使硅酮中间合金全部熔化；步骤二：将五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭、镁条加入到步骤一的熔化炉中，使得五氧化二钒粉末、钛锭、锰锭和镁条全部熔化；步骤三：继续向熔化炉中加入钢锭、硒粉、钼锭和钪锭，直至物料全部熔化，加入铝锭和造渣剂，待铝锭熔化后得到熔融液；步骤四：将熔融液通过陶瓷锅炉板锅炉，之后转移到vd炉中，向熔融液中加入脱氧剂，同时利用真空泵对vd炉进行抽真空操作，并持续3h；步骤五：之后向熔融液中再加入覆盖剂，继续保温1.5h；步骤六：将步骤五的熔融液倒入到模具中，使其自然冷却，得到半成品；步骤七：对半成品于605℃之间进行淬火1h，淬火后250℃/h冷却半成品至70℃，之后置于室外进行自然时效110h；步骤八：利用冲床对半成品进行冷压操作，得到相应的铝合金制品。此处，所述脱氧剂为石墨。所述覆盖剂为硅藻土。所述造渣剂为氧化钙。最终，得到的铝合金制品各元素含量为，按质量分数计为si：0.48%、mg：0.86%、cu：0.10%、v：0.043%、fe：0.13%、mn：0.03%、se：0.012%、mo：0.024%、sc：0.061%和ti：0.48%，余料为al和不可避免的杂质。根据gb/t3190-2008检测方法，检测铝合金的压缩强度、相比于单质铝的冲击韧性增长率、硬度。同时，将铝合金在浸泡于ph值为1和14溶液中1h，然后观察铝合金表面的光亮程度，结果如表一所示：表一检测项目实施例一实施例二实施例三实施例四实施例五压缩强度/mpa334368351349354冲击韧性增长率%1823212021硬度（hb10d）65.069.066.067.068.0当ph值为1，是否光亮光亮光亮光亮光亮光亮当ph值为14，是否光亮光亮光亮光亮光亮光亮从上表一中可以看出，本申请的铝合金具有较高的结构强度，同时其硬度较强，而且，表面光洁度良好，适合用于制造各种渔具。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12