一种接触网用高韧性铝材的制作方法

文档序号:25218399发布日期:2021-05-28 14:17阅读:72来源:国知局

本发明涉及材料技术领域,尤其涉及一种接触网用高韧性铝材。



背景技术:

接触网是一个庞大的空间机械系统,其零部件要求具有高的机械性能、优异的电气性能、防腐性能和抗振性能等,就零部件整体而言,其材质应具备强度高、韧性好、耐腐蚀的特点。目前已趋向于采用铝合金材料制作接触网零件。但是现有的铝合金材料其韧性和强度仍不是很理想,在某些特殊地区,不能满足接触网的使用要求,限制了其应用。



技术实现要素:

基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种接触网用高韧性铝材,其强度高、韧性好,用其制成的接触网零件使用寿命长。

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:0.89-1.1%、cu:0.04-0.06%、mg:0.9-1.15%、cr:0.13-0.16%、mn:0.46-0.67%、ti:0.02-0.06%、zr:0.17-0.21%、sn:0.05-0.09%、b:0.017-0.026%、sr+y+sc+ce+er:0.32-0.58%、余量为al。

优选地,其成分中,mg、si、mn的质量百分数满足以下关系式:mg/si=0.9-1.2,mg+si=1.96-2.17%,且mn≥0.41%+0.12×si。

优选地,其成分中,mg、si、sn的质量百分数满足以下关系式:27×sn≤mg+si-0.5%。

优选地,其成分中,sn、cu的质量百分数满足以下关系式:sn/cu=1.25-2.05,且sn+cu≤0.12%。

优选地,其成分中,sr、y、sc、ce、er的质量百分数满足以下关系式:sc+er≥sr+y+ce。

优选地,所述接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:1.1%、cu:0.04%、mg:1.07%、cr:0.14%、mn:0.542%、ti:0.04%、zr:0.2%、sn:0.054%、b:0.021%、sr:0.012%、y:0.03%、sc:0.12%、ce:0.028%、er:0.232%、余量为al。

本发明所述接触网用高韧性铝材可以按照常规的铝型材制备工艺,将所选用的各原料熔炼、均匀化热处理、热轧、冷轧、固溶淬火热处理得到。

本发明所述接触网用高韧性铝材,其成分中具体加入了元素si、cu、mg、cr、mn、ti、zr、sn、b、sr、y、sc、ce、er,同时优化了各元素的含量,使所得铝材强度高、韧性好,能满足接触网零部件的使用要求;具体控制mg、si、mn的质量百分数满足关系式:mg/si=0.9-1.2,mg+si=1.96-2.17%,且mn≥0.41%+0.12×si,细化了mg2si质点,并使si沉淀,具有强化作用,同时提高了材料的挤压性能,同时调控了mn的含量,防止了si晶界偏析引起合金催化降低材料的塑性,提高材料的力学性能,改善了其抗蚀性和冲击韧性;使mg、si、sn的质量百分数满足关系式:27×sn≤mg+si-0.5%,促进了sn在基体中的固溶,形成mg2si亚稳相而使合金获得强化,同时促进β"相的大量析出,且分布均匀,使得组织细化而使合金强度提高;调控sn、cu的质量百分数满足关系式:sn/cu=1.25-2.05,且sn+cu≤0.12%,能有效的使时效初期团簇稳定,避免添加sn导致的硬化速度和峰值硬度降低的问题,同时避免添加的铜对合金耐蚀性的影响;er加入体系中,与zr、sc相配合,在体系中析出了大量的al3(er,zr)、al3sc强化相,能阻碍位错、晶界和亚晶界的迁移,抑制了铝合金的再结晶过程,提高合金的再结晶温度,改善了铝材的耐热性,同时al3(er,zr)具有弥散强化作用,提高了铝材的力学性能;加入sr、y、ce,并使sr、y、sc、ce、er的质量百分数满足关系式:sc+er≥sr+y+ce,形成了yal、al3y5、srsi等,促进mg2si相形核,增加形核数目,抑制晶粒长大,达到细化颗粒尺寸、形貌和改善颗粒分布状态的目的,提升铝材的强度、韧性和抗应力腐蚀性能;ti、b加入体系中,具有细化及变质作用,使合金获得优异的力学性能。

对本发明中的铝材进行性能测试,其中抗晶间腐蚀按照gb/t7998-2005测试,抗剥落腐蚀按照gb/t22639-2008标准测试;经测试可知,其晶间腐蚀为1级,剥落腐蚀为n级别;将本发明中的铝材按照gb/t228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》加工成拉伸试样进行性能检测,其抗拉强度达到397mpa以上,屈服强度达到298mpa以上,延伸率达到13.5%以上。

具体实施方式

下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:1.1%、cu:0.04%、mg:1%、cr:0.16%、mn:0.67%、ti:0.06%、zr:0.21%、sn:0.09%、b:0.026%、sr+y+sc+ce+er:0.58%、余量为al。

实施例2

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:0.89%、cu:0.06%、mg:0.9%、cr:0.15%、mn:0.46%、ti:0.03%、zr:0.17%、sn:0.06%、b:0.017%、sr:0.02%、y:0.01%、sc:0.16%、ce:0.04%、er:0.09%、余量为al。

实施例3

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:0.97%、cu:0.055%、mg:1.15%、cr:0.13%、mn:0.53%、ti:0.02%、zr:0.19%、sn:0.05%、b:0.018%、sr:0.03%、y:0.06%、sc:0.1%、ce:0.11%、er:0.11%、余量为al。

实施例4

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:0.95%、cu:0.04%、mg:1.045%、cr:0.16%、mn:0.67%、ti:0.02%、zr:0.17%、sn:0.05%、b:0.026%、sr:0.08%、y:0.08%、sc:0.1%、ce:0.12%、er:0.2%、余量为al。

实施例5

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:1.1%、cu:0.045%、mg:0.99%、cr:0.13%、mn:0.55%、ti:0.06%、zr:0.21%、sn:0.058%、b:0.017%、sr:0.03%、y:0.02%、sc:0.09%、ce:0.07%、er:0.11%、余量为al。

实施例6

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:1.02%、cu:0.04%、mg:1.02%、cr:0.15%、mn:0.54%、ti:0.03%、zr:0.18%、sn:0.055%、b:0.023%、sr:0.06%、y:0.03%、sc:0.15%、ce:0.06%、er:0.14%、余量为al。

实施例7

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:1.02%、cu:0.048%、mg:1.15%、cr:0.14%、mn:0.6%、ti:0.05%、zr:0.2%、sn:0.06%、b:0.019%、sr:0.07%、y:0.03%、sc:0.2%、ce:0.12%、er:0.1%、余量为al。

实施例8

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:1%、cu:0.04%、mg:1.15%、cr:0.15%、mn:0.53%、ti:0.05%、zr:0.2%、sn:0.06%、b:0.02%、sr:0.03%、y:0.08%、sc:0.12%、ce:0.05%、er:0.08%、余量为al。

实施例9

本发明提出的一种接触网用高韧性铝材,其成分按质量百分数包括:si:1.1%、cu:0.04%、mg:1.07%、cr:0.14%、mn:0.542%、ti:0.04%、zr:0.2%、sn:0.054%、b:0.021%、sr:0.012%、y:0.03%、sc:0.12%、ce:0.028%、er:0.232%、余量为al。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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