一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料及其挤压成型方法技术方案

技术编号:13772206 阅读:90 留言:0更新日期:2016-09-29 19:06
本发明专利技术公开一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料,其特征在于:主成分含量按重量百分比计:钒V:0.03%~0.08%,锰Mn:≤2%,镉Cd:0.05%~0.5%,铜0.5%≤Cu≤3%且Cu≥1.5Mn;路易斯酸碱对总量7.0%~9.0%,余量为铝Al。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料及其制备方法。
技术介绍
球墨铸铁(简称球铁)是导轨产业中的主要运用的材料之一,究其原因就在于球铁的低廉价格、稳定的力学性能及物理指标。球铁400的牌号规定了较为严格精确的化学成分组合、热处理规范参数、力学性能和物理指标等。球铁的这种机械性能指标及其分类标准,可以作为铝合金材料创新设计、提高性能的对标基础;目前的轨道市场追求低碳、集约化、高效率(高效能)、灵活性,是制造业从传统形态向高端形态跨越的标志。为了充分发挥铝合金以“轻”为代表的系列优越特性,必须先使其在“强”的方面有长足发展,同时不能有不可接受的制造成本增量,才能大大拓展其使用领域。这就要求必须在铝合金新材料设计上首先取得突破。从材料制备的方法审视,由于材料特征是由承载着该特征的功能性微观物相组合贡献出来的,因此获得良好的功能性物相组合,例如高强度、高熔点、高塑性、高硬度、耐腐蚀等,是各种制备方法追求的最终结果。配方元素的混合熔炼和铸造结晶,是熔铸法形成材料物相分子组合结构的主要决定性环节,在熔铸过程中,固溶体晶粒和晶界的金属间化合物分子物相决定了合金的晶态组合(亚微米级颗粒:尺度10~300μm左右),后续热处理或者冷作硬化则是对晶态组合框架下微细结构(微米级颗粒:尺度1~30μm左右)乃至更加微观的精微结构(亚纳米级或次微米级质点:尺度10nm~<1μm)进行调整和完善,这种调整和完善的程度和范围,在公知技术和传统观念中,认为主要由合金化学成分所处的合金相图区域给定的物相组合决定,但是,合金相图没有给出其它微量元素的添加和排除产生的影响,更不具备预测添加和排除其它微量元素对物相影响的指导性。借鉴合金溶液化学的理论和方法改善熔体结构,比如保护膜的覆盖,造渣剂、精炼剂或变质剂的添加,除气除渣净化等,是改善合金晶态组合、微细结构乃至更加微观的精微结构的重要技术手段,但这些手段,由于是从制备合金的过程中摸索积累得来,因此常常被看作为“制备工艺”而不是“成分设计”的一部分。通过对铝铜锰系(Al-Cu-Mn)合金最高达0.08nm的极高分辨率的球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)精微选区分析,获得了建立在原子尺度上的各种物相结构、原子分辨和化学元素分布。证实其中存在一系列强化相,包括众所周知的Al-Cu二元亚稳相(GP区、θ"、θ')、新的盘片相和平衡相θ(Al2Cu);其中在基体晶粒内部,新发现一种棒叉状(T+θH)组合相,该组合相的主干部分T相是Al-Cu-Mn三元相,分子结构式Al20Cu2Mn3,分子物相特征是直径约100nm、长度约600~1000nm呈棒轴状且其(010)面与铝合金基体的{010本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料,其特征在于:主成分含量按重量百分比计:钒V:0.03%~0.08%,锰Mn:≤2%,镉Cd:0.05%~0.5%,铜0.5%≤Cu≤3%且Cu≥1.5Mn;路易斯酸碱对总量7.0%~9.0%,合金平均晶粒度<120微米,余量为铝Al。

【技术特征摘要】
1.一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料,其特征在于:主成分含量按重量百分比计:钒V:0.03%~0.08%,锰Mn:≤2%,镉Cd:0.05%~0.5%,铜0.5%≤Cu≤3%且Cu≥1.5Mn;路易斯酸碱对总量7.0%~9.0%,合金平均晶粒度<120微米,余量为铝Al。2.根据权利要求1所述的一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料,其特征在于:合金晶粒为等轴晶。3.根据权利要求1所述的一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料,其特征在于:合金晶粒内亚纳米(T+θH)组合相数量达到≥1个/平方微米。4.根据权利要求1所述的一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料,其特征在于:所述路易斯酸碱对为金属与配体结合而成的正负离子体、金属的氮化物、主族类元素中的一种,或者一种以上混合。5.根据权利要求4所述的一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料,其特征在于:所述的金属与配体结合而成的正负离子体:包括六硫氰合锰负离子体[Mn(SCN)6]4-、二乙二胺合二氯合钴正离子体[CoCl2(en)2]2+。6.根据权利要求4所述的一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料,其特征在于:所述的氮化物,包括氮化钨WN2。7.根据权利要求1-6之一所述的一种替代QT400起重导轨系统的铝合金材料,其特征在于:所述路易斯酸碱对,按元素添加量占Al基体重量百分比,范围为:7.0%<Si<9.0%,Ce<0.1%,C<0.1%,WN2<0.03%,[CoCl2(en)2]2+<0.05%...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈凯余晟李祥胥光酉毛春荣
申请(专利权)人:贵州华科铝材料工程技术研究有限公司
类型:发明
国别省市:贵州;52

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