一種鋁合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁合金及其制備方法，本發(fā)明鋁合金由以下按重量百分比的組分組成（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），余量為Al。本發(fā)明通過改變合金元素種類和含量，改善了合金的抗腐蝕性，提高合金成形性和焊接性，并且可有效的降低鋁合金的熱導率與比熱容，減小了焊接過程中熱量的散失，同時鋁合金的熱膨脹系數(shù)也相應(yīng)的降低，降低了焊接時焊件的應(yīng)力變形。
【專利說明】一種紹合金及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金及其制備方法，具體涉及一種具有高抗腐蝕性、較佳的成型性、優(yōu)良的焊接性的鋁合金及其制備方法，屬于鋁合金【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]從二十世紀九十年代開始一些發(fā)達國家的鋁業(yè)公司開始研究無鉛易加工鋁合金，研究者們研究采用其它合金元素來替代招合金中的鉛。這些替代元素包括:S1、Mn、Fe以及Ni等。Kaiser markets采用Sn來替代6262中的Pb，設(shè)計了其內(nèi)部牌號為KA62合金，與6262合金相比，該合金的物理性能和加工性能為B級。Reynolds則采用In和Sn替代6262合金中的Pb和Bi，這些合金元素在鋁合金中形成了人們所期望的低熔點共晶相，且加工性能比6262有所提高。Kobe Steel公司則主要采用調(diào)整傳統(tǒng)合金元素，尤其是:S1、Mn、Fe以及Ni的含量來提高加工性能，研究結(jié)果表明，合金的Si含量降低可以提高合金的加工性能，并在此基礎(chǔ)上變化2017和6061的Si含量分別設(shè)計了 KE2和KE6。Reynolds金屬公司研究了添加Ti和In取代AA6262合金中的Bi和Pb，得到了加工性能和AA6262相當?shù)暮辖鸩牧希S后公司又研究加入Bi和In來代替Pb，并在2001年申請了美國專利。
[0003]申請?zhí)枮?2104298.5的專利公開了一種高純、高強鋁合金，其化學成分及含量為 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%，余量為Al。該發(fā)明具有高的強度，良好的腐蝕性能，較好的斷裂韌性和良好的可鑄造成型性，然而本發(fā)明焊接性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種鋁合金及其制備方法，具體涉及一種具有高抗腐蝕性、較佳的成型性、優(yōu)良的焊接性的鋁合金。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種鋁合金，由以下按重量百分比的組分組成(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)，余量為 Al。
[0005]進一步的，本發(fā)明由以下按重量百分比的組分組成(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)，余量為 Al。
[0006]進一步的，本發(fā)明由以下按重量百分比的組分組成(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)，余量為 Al。
[0007]更進一步的，本發(fā)明由以下按重量百分比的組分組成(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，余量為 Al。
[0008]制備上述鋁合金的方法，包括以下步驟:
(I)將按重量計的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔爐內(nèi)進行熔煉，保證熔煉溫度為560°C -760°C ；
(2)待爐料融化約90%左右時平穩(wěn)攪拌，禁止將表面浮渣卷入熔體金屬中，每爐次在熔化過程中進行2-5次爐底攪拌，用于助熔，縮短熔化時間，防止鋁水局部過燒；
(3)熔體經(jīng)攪拌均勻后立即取樣，進行爐前分析，根據(jù)分析結(jié)果確定補料量取樣溫度不得低于730 0C ；
(4)隨爐料進行精煉，根據(jù)取樣分析的結(jié)果，計算材料的補充量；
(5)第二次取樣分析，靜置10分鐘，鑄造成型。
[0009]上述制備方法中，步驟(1)中熔煉溫度優(yōu)選為650°C _760°C，更優(yōu)選的為7300C -7600C。步驟(2)中每爐次在熔化過程中進行3或4次爐底攪拌。
[0010]本發(fā)明鋁合金通過改變合金元素種類和含量，使發(fā)生在合金固溶體內(nèi)的分解均勻進行，從而實現(xiàn)降低組織電化學不均勻性，改善合金的抗腐蝕性，提高合金成形性和焊接性，并且可有效的降低鋁合金的熱導率與比熱容，減小了焊接過程中熱量的散失，同時鋁合金的熱膨脹系數(shù)也相應(yīng)的降低，降低了焊接時焊件的應(yīng)力變形。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0012]實施例1 一種抗腐蝕性、成型性好、焊接性好的鋁合金由以下按重量百分比的組分組成(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，余量為 Al。
[0013]制備上述鋁合金的方法，包括以下步驟:
(1)將按重量計的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔爐內(nèi)進行熔煉，保證熔煉溫度為730°C -760°C ；
(2)待爐料融化約90%左右時平穩(wěn)攪拌，禁止將表面浮渣卷入熔體金屬中，每爐次在熔化過程中進行4次爐底攪拌，用于助熔，縮短熔化時間，防止鋁水局部過燒；
(3)熔體經(jīng)攪拌均勻后立即取樣，進行爐前分析，根據(jù)分析結(jié)果確定補料量取樣溫度不得低于730 0C ；
(4)隨爐料進行精煉，根據(jù)取樣分析的結(jié)果，計算材料的補充量；
(5)第二次取樣分析，靜置10分鐘，鑄造成型。
[0014]實施例2 —種抗腐蝕性、成型性好、焊接性好的鋁合金由以下按重量百分比的組分組成(wt%):
Mg 0.55, Mn 0.26, Cr 0.USi 0.71、Fe 0.UCu 0.41、Ti 0.02, Na 0.16，余量為 Al。
[0015]制備上述鋁合金的方法，包括以下步驟:
(1)將按重量計的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔爐內(nèi)進行熔煉，保證熔煉溫度為650°C -760°C ；
(2)待爐料融化約90%左右時平穩(wěn)攪拌，禁止將表面浮渣卷入熔體金屬中，每爐次在熔化過程中進行3次爐底攪拌，用于助熔，縮短熔化時間，防止鋁水局部過燒；(3)熔體經(jīng)攪拌均勻后立即取樣，進行爐前分析，根據(jù)分析結(jié)果確定補料量取樣溫度不得低于730 0C ；
(4)隨爐料進行精煉，根據(jù)取樣分析的結(jié)果，計算材料的補充量；
(5)第二次取樣分析，靜置10分鐘，鑄造成型。
[0016]實施例3 —種抗腐蝕性、成型性好、焊接性好的鋁合金由以下按重量百分比的組分組成(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，余量為 Al。
[0017]制備上述鋁合金的方法，包括以下步驟:
(1)將按重量計的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔爐內(nèi)進行熔煉，保證熔煉溫度為560°C -760°C ；
(2)待爐料融化約90%左右時平穩(wěn)攪拌，禁止將表面浮渣卷入熔體金屬中，每爐次在熔化過程中進行5次爐底攪拌，用于助熔，縮短熔化時間，防止鋁水局部過燒；
(3)熔體經(jīng)攪拌均勻后立即取樣，進行爐前分析，根據(jù)分析結(jié)果確定補料量取樣溫度不得低于730 0C ；
(4)隨爐料進行精煉，根據(jù)取樣分析的結(jié)果，計算材料的補充量；
(5)第二次取樣分析，靜置10分鐘，鑄造成型。
[0018]試驗例I本發(fā)明鋁合金的性能測定
本發(fā)明鋁合金通過改變合金元素種類和含量，使得鋁合金的電導率、熱導率及比熱容均相應(yīng)的降低，提高了鋁合金的耐腐蝕性，減少了焊接過程中熱量的損失，通過改變各組分的含量，使得該鋁合金的膨脹系數(shù)也降低，減小了焊接時焊件應(yīng)力過大造成的變形。本發(fā)明性能測定如表1所示:
表1

【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金，其特征在于，由以下按重量百分比的組分組成(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)，余量為 Al。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金，其特征在于，由以下按重量百分比的組分組成(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)，余量為 Al。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金，其特征在于，由以下按重量百分比的組分組成(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)，余量為 Al。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金，其特征在于，由以下按重量百分比的組分組成(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，余量為 Al。
5.制備如權(quán)利要求1-4任一項所述的鋁合金的方法，包括以下步驟: (1)將按重量計的原料Mg、Mn、Cr、S1、Fe、Cu、T1、Na和Al放入熔爐內(nèi)進行熔煉，保證熔煉溫度為560°C -760°C ； (2)待爐料融化約90%左右時平穩(wěn)攪拌，禁止將表面浮渣卷入熔體金屬中，每爐次在熔化過程中進行2-5次爐底攪拌； (3)熔體經(jīng)攪拌均勻后立即取樣，進行爐前分析，取樣溫度不得低于730°C； (4)隨爐料進行精煉，根據(jù)取樣分析的結(jié)果，計算材料的補充量； (5)第二次取樣分析，靜置10分鐘，鑄造成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中熔煉溫度為650 0C -760。。。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中熔煉溫度為730 0C -760。。。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中每爐次在熔化過程中進行3或4次爐底攪拌。
【文檔編號】C22C1/02GK104178668SQ201410463282
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】王明星, 王明亮, 王呈剛, 張建忠 申請人:山東裕航特種合金裝備有限公司