一种高强度铝合金销轴的制备方法技术

本发明专利技术提供一种铝合金零件的制备方法，该方法包含以下步骤：i)挤压铝合金坯料，获得铝合金零件毛坯；ii)对铝合金零件毛坯进行固溶和时效处理；固溶的温度为450℃～500℃；固溶的时间为0.5小时～3小时；时效的温度为100℃～160℃；时效的时间为20小时～30小时。本发明专利技术铝合金零件具有较好的抗疲劳性能和较高的强度。

Method for preparing high strength aluminium alloy pin shaft

The invention provides a preparation method of Aluminum Alloy parts, the method comprises the following steps: I) Aluminum Alloy extrusion billet, get blank Aluminum Alloy parts; ii) solid solution and aging treatment on the blank Aluminum Alloy parts; solid solution temperature is 450 to 500 DEG C; solid solution for 0.5 hours to 3 hours; the aging temperature is 100 to 160 DEG C; the aging time is 20 hours to 30 hours. The aluminum alloy parts of the present invention have better fatigue resistance and higher strength.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度铝合金销轴的制备方法
本专利技术属于铝合金领域，特别是一种高强度铝合金销轴的制备方法。
技术介绍
销轴在工作中承受较高的剪切和弯曲载荷，其常以磨损和疲劳的形式失效。目前，工程机械领域采用40Cr、42CrMo、35CMo等合金钢材料为原料，经由调质→车削→磨削→表面镀铬的方法制备销轴。其中，调质处理的方法生产周期长，能耗大，成本高，环境污染严重。另外，为了进一步提高销轴的耐磨性能和强度，在采用调质钢基础上，现有技术还采用表面淬火和表面渗碳等工艺代替表面镀铬。该方法在提高销轴表面硬度的同时，还能消除其径向性能的突变，提升使用寿命。但表面淬火和表面渗碳的工艺流程复杂、成本高、污染大。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的一个或多个问题，本专利技术的一个目的是提供一种铝合金零件(例如销轴)的制备方法，本专利技术的再一个目的是提供一种高强度铝合金零件(例如销轴)的制备方法，本专利技术的再一个目的是提供一种高强度铝合金零件(例如销轴)。专利技术人发现，采用特定的铝合金成分，配合本专利技术特有的工艺，可制备得到特定性能的铝合金材料，该铝合金材料特别适合用于制备铝合金零件，尤其是铝合金销轴。本专利技术铝合金销轴具有较好的综合性能，尤其是具有较好的抗疲劳性能和强度。基于专利技术人的上述发现，本专利技术提供如下几方面的内容：本专利技术第一方面提供一种铝合金零件的制备方法，该方法包含以下步骤：i)挤压铝合金坯料，获得铝合金零件毛坯；ii)对铝合金零件毛坯进行固溶和时效处理；固溶的温度为450℃～500℃；固溶的时间为0.5小时～3小时；时效的温度为100℃～160℃；时效的时间为20小时～30小时。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，其中，固溶的温度为460℃～480℃，优选465℃～475℃，例如470℃～480℃。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，其中，固溶的时间为1小时～2.5小时，例如1.5～2小时。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，其中，时效的温度为110℃～150℃，例如120℃～130℃，再例如145℃～155℃。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，其中，时效的时间为20小时～30小时，例如22小时～30小时，例如22～26小时、再例如23、24或25小时。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，铝合金坯料中各元素的质量百分比为：Si：0.3％～0.5％(例如0.35％～0.45％，再例如0.4％)；Fe：0.4％～0.6％(例如0.45％～0.55％，再例如0.5％)；Cu：1.0％～2.2％(例如1.2％～2.0％，再例如1.7％～2.0％)；Mg：2.0％～3.0％(例如2.1％～2.9％，再例如2.4％～2.7％)；Mn：0.25％～0.4％(例如0.25％～0.35％，再例如0.3％～0.4％，)；Cr：0.15％～0.3％(例如0.15％～0.25％，再例如0.22％～0.3％)；Zn：5.0％～6.5％(例如5.1％～6.0％，再例如5.5％～6.0％)；Ti：0.1％～0.3％(例如0.15％～0.25％，再例如0.2％)；Al：余量；可选地，其中还包含其它杂质元素，其它杂质元素的质量百分比为：每种杂质元素≤0.05％，总量≤0.15％。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，其中，挤压的参数选自以下的一项或多项：a)挤压比为6～30(例如10～25，再例如15～20，再例如7.2、9.0或25)；b)挤压温度为350℃～500℃(例如360℃～460℃，再例如400℃～500℃，再例如450℃)；c)挤压速度为1.5m/min～10m/min(例如2m/min～8m/min，再例如4m/min～6m/min，再例如2.5m/min或3m/min)。挤压比可以是指：挤压前的坯料的横截面积与挤压后制品的横截面积之比。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，该方法还包括：超声判断挤压废区并去除挤压废区的步骤。超声判断挤压废区并去除挤压废区的步骤优选在步骤i)和ii)之间进行。例如，超声判断铝合金零件毛坯的挤压废区并去除挤压废区。优选采用超声探伤仪判断挤压废区。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，该方法还包括：机械加工的步骤。机械加工的步骤优选在步骤ii)之后进行。例如，根据实际需要，对固溶和时效处理后的铝合金零件毛坯进行机械加工，获得所需尺寸的机械加工件。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，该方法还包括表面处理的步骤，所述表面处理优选为微弧氧化或阳极氧化。表面处理的步骤优选在机械加工的步骤之后进行。例如，对机械加工件进行表面处理。表面处理可以增加零件表面的耐磨性。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，其中，微弧氧化的参数为选自以下的一项或多项：d)电解液选自NaOH溶液、Na3PO4溶液、Na2SiO3溶液或其组合；e)电解液的pH值为8～9(例如8.3～8.7)；f)电解液的温度为20℃～80℃(例如40℃～60℃，再例如45～55℃)；g)氧化时间为2小时～6小时(例如2.5小时～4小时，再例如3小时～3.5小时)。h)微弧氧化电压485V～510V(例如490V～500V)，阳极电流为5A～6A(例如5.5A)。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，铝合金坯料或铝合金零件毛坯为棒状。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，铝合金坯料通过半连续或连续铸造的方法获得。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，在半连续或连续铸造中，结晶器的口径为所制备铝合金零件直径的2.5倍～5.5倍(例如2.7倍～5倍，再例如3倍、4倍或4.5倍)。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，铝合金坯料的直径为铝合金零件直径的2.5倍～5.5倍(例如2.7倍～5倍，再例如3倍、4倍或4.5倍)。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，所述铝合金坯料是半固态坯料。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，该方法包括以下步骤的一步或多步：1)采用半连续或连续铸造获得铝合金坯料；2)挤压所述铝合金坯料，获得铝合金零件毛坯；3)超声判断挤压废区，并去除挤压废区；4)对铝合金零件毛坯进行固溶和时效处理；5)机械加工；6)表面处理。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，该方法按照由1)到6)的顺序进行。在一个优选的实施方案中，本专利技术前述任一项的方法，该方法包括以下步骤的一步或多步：1)采用半连续铸造制得直径优选为135mm～250mm的铝合金坯锭坯料，按重量计，铝合金成分可以为：Si:0.35％～0.45％、Fe:0.45％～0.5％、Cu:1.2％～2.0％、Mg:2.1％～2.7％、Mn:0.25％～0.35％、Cr:0.2％～0.3％、Zn:5.1％～6％、Ti:0.15％～0.25％、Al:余量；2)挤压铝合金坯料，挤压比可以为7.2～25，挤压温度可以为360℃～450℃，挤压速度可以为2.5m/min～4.0m/min，获得挤压毛坯件；3)采用超声探伤仪判断挤压毛坯件挤压废区的尺寸，去除挤压废区；4)对铝合金毛坯件进行固溶和时效处理，固溶温度可以为465℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金零件的制备方法，该方法包含以下步骤：i)挤压铝合金坯料，获得铝合金零件毛坯；ii)对铝合金零件毛坯进行固溶和时效处理；固溶的温度为450℃～500℃；固溶的时间为0.5小时～3小时；时效的温度为100℃～160℃；时效的时间为20小时～30小时。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金零件的制备方法，该方法包含以下步骤：i)挤压铝合金坯料，获得铝合金零件毛坯；ii)对铝合金零件毛坯进行固溶和时效处理；固溶的温度为450℃～500℃；固溶的时间为0.5小时～3小时；时效的温度为100℃～160℃；时效的时间为20小时～30小时。2.权利要求1所述的方法，其中，固溶的温度为460℃～480℃，优选465℃～475℃，例如470℃～480℃。3.权利要求1所述的方法，其中，固溶的时间为1小时～2.5小时，例如1.5～2小时。4.权利要求1所述的方法，其中，时效的温度为110℃～150℃，例如120℃～130℃，再例如145℃～155℃。5.权利要求1所述的方法，其中，时效的时间为20小时～30小时，例如22小时～30小时，例如22～26小时。6.权利要求1的方法，铝合金坯料中各元素的质量百分比为：Si：0.3％～0.5％(例如0.35％～0.45％，再例如0.4％)；Fe：0.4％～0.6％(例如0.45％～0.55％，再例如0.5％)；Cu：1.0％～2.2％(例如1.2％～2.0％，再例如1.7％～2.0％)；Mg：2.0％～3.0％(例如2.1％～2.9％，再例如2.4％～2.7％)；Mn：0.25％～0.4％(例如0.25％～0.35％，再例如0.3％～0.4％，)；Cr：0.15％～0.3％(例如0.15％～0.25％，再例如0.22％～0.3％)；Zn：5.0％～6.5％(例如5.1％～6.0％，再例如5.5％～6.0％)；Ti：0.1％～0.3％(例如0.15％～0.25％，再例如0.2％)；Al：余量；可选地，其中还包含其它杂质元素，其它杂质元素的质量百分比为：每种杂质元素≤0.05％，总量≤0.15％。7.权利要求1的方法，其中，挤压的参数选自以下的一项或多项：a)挤压比为6～30(例如10～25，再例如15～20)；b)挤压温度为350℃～500℃(例如360℃～460℃，再例如400℃～500℃)；c)挤压速度为1.5m/min～10m/min(例如2m/min～8m/min，再例如4m/min～6m/min)。8.权利要求1的方法，该方法还包括表面处理的步骤，所述表...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海霞，王光宗，李毅，朱强，张翔，李大全，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：江苏,32