一种含石墨烯的铝合金及其热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含石墨烯的铝合金的热处理方法，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：金属纤维8～10％，Mg5.5～7.2％，Fe 2.0～3.5％，石墨烯1.2～2.6％，Sc 0.08～0.18％，Zr 0.08～0.18％，Y 0.12～0.22％，Si 0.02～0.07％，Mn 0.02～0.07％，Er 0.01～0.03％，Ce 0.01～0.03％，杂质≦0.15％，余量为Al；所述热处理步骤包括：S1、将所述铝合金加热至300～400℃，保温4～8h；升温至500～600℃，保温3～6h；降温至100～200℃，保温2～3h；S2、进行水淬处理，其中，水的温度为25～60℃；S3、对水淬后的铝合金在300～400℃下回火；S4、之后进行退火处理，所述退火处理的温度为100～200℃、时间为6～10h。本发明专利技术提出的热处理方法提高了含石墨烯的铝合金的强度，最高可将铝合金的强度提高至685。此外本发明专利技术还包括上述热处理方法制备的铝合金。

A graphene containing aluminum alloy and its heat treatment method

The present invention discloses a heat treatment method for aluminum alloy containing graphene. According to mass percentage, the aluminum alloy comprises the following components: metal fiber 8-10%, Mg5.5-7.2%, Fe 2.0-3.5%, graphene 1.2-2.6%, Sc 0.08-0.18%, Zr 0.08-0.18%, Y 0.12-0.22%, Si 0.02-0.07%. Mn 0.02-0.07%, Er 0.01-0.03%, Ce 0.01-0.03%, impurities < 0.15% and allowance Al; the heat treatment steps include: S1, heating the aluminum alloy to 300-400 C, holding for 4-8 h; heating to 500-600 C, holding for 3-6 h; cooling to 100-200 C, holding for 2-3 h; S2, water quenching, in which The temperature of water is 25-60 C, the tempering temperature of aluminium alloy is 300-400 C, and the annealing temperature is 100-200 C and the annealing time is 6-10 H. The heat treatment method of the invention improves the strength of the aluminum alloy containing graphene, and the strength of the aluminum alloy can be increased to 685 at the highest. In addition, the invention also includes an aluminum alloy prepared by the heat treatment method.

【技术实现步骤摘要】
一种含石墨烯的铝合金及其热处理方法
本专利技术涉及铝合金制备
，特别是涉及一种含石墨烯的铝合金及其热处理方法。
技术介绍
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。含有石墨烯的铝合金具有较好的导热性和导电性。石墨烯是由碳原子以SP2杂化连接的单原子层构成的，具有优良的导电性和导热性，其弹性模量达到1TPa，断裂强度超过100GPa，因此石墨烯是一种理想的铝合金的增强相，但含有石墨烯的铝合金的强度有待提高。
技术实现思路
为了解决含有石墨烯的铝合金强度不高的技术问题，本专利技术提出一种含石墨烯的铝合金及其热处理方法。本专利技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决：本专利技术提出了一种含石墨烯的铝合金的热处理方法，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：金属纤维8～10％，Mg5.5～7.2％，Fe2.0～3.5％，石墨烯1.2～2.6％，Sc0.08～0.18％，Zr0.08～0.18％，Y0.12～0.22％，Si0.02～0.07％，Mn0.02～0.07％，Er0.01～0.03％，Ce0.01～0.03％，杂质≦0.15％，余量为Al；所述热处理步骤包括：S1、将所述铝合金加热至300～400℃，保温4～8h；升温至500～600℃，保温3～6h；降温至100～200℃，保温2～3h；S2、进行水淬处理，其中，水的温度为25～60℃；S3、对水淬后的铝合金在300～400℃下回火；S4、之后进行退火处理，所述退火处理的温度为100～200℃、时间为6～10h。优选地，在步骤S3中，所述铝合金的回火时间为3～6h。优选地，在步骤S2中，所述水淬的时间为0.5～2h。优选地，在步骤S2中，所述水的搅拌速率为100～200r/s％。优选地，在步骤S4中，所述退火处理的温度为120～150℃、时间为7～8h。优选地，所述退火处理的温度为120～150℃、时间为7～7.5h。优选地，所述铝合金为挤压铸造而成的铝合金制品。优选地，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：：金属纤维9％，Mg6.4％，Fe2.5％，石墨烯2.6％，Sc0.08％，Zr0.18％，Y0.22％，Si0.06％，Mn0.04％，Er0.03％，Ce0.02％，杂质≦0.15％，余量为Al。进一步地，所述金属纤维包括不锈钢纤维和/或碳钢纤维。本专利技术还提出了一种采用上述任一项所述的含石墨烯的铝合金的热处理方法制备的铝合金。本专利技术与现有技术对比的有益效果包括：所述铝合金包括多种元素和金属纤维构成，多种元素在铝合金基体中分布不均匀，加热至300～400℃，保温4～8h，再升温至500～6000℃，保温3～6h；降温至100～200℃，保温2～3h，经过较高温至更高温最后较低温的处理过程，各元素在铝合金基体中得到了分散，提高了各元素的分布均匀性，且最后将铝合金的温度降至较低，后续水淬处理中，水的温度为25～60℃，使得铝合金与水的温度相差不大不会造成铝合金的开裂；在之后的回火处理中快速形核，退火可防止形成的核快速长大，确保第二相均匀析出，提高了铝合金的强度，采用本专利技术处理后所得铝合金，室温抗拉强度得到明显提高，最高可提高至685MPa，按本专利技术所设计方案所得含石墨烯的铝合金产品的强度得到很好的提高。具体实施方式下面结合优选的实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例1本实施例中的铝合金为挤压铸造而成的铝合金制品。一种含石墨烯的铝合金的热处理方法，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：不锈钢纤维9％，Mg6.4％，Fe2.5％，石墨烯2.6％，Sc0.08％，Zr0.18％，Y0.22％，Si0.06％，Mn0.04％，Er0.03％，Ce0.02％，杂质≦0.15％，余量为Al；所述热处理步骤包括：S1、将所述铝合金加热至300℃，保温8h；升温至600℃，保温5h；降温至150℃，保温3h。S2、进行水淬处理，其中，水的温度为50℃；水淬的时间为1h；水的搅拌速率为100r/s。S3、对水淬后的铝合金在350～370℃下回火4h。S4、之后进行退火处理，所述退火处理的温度为100～120℃、时间为6h。本实施例还包括上述热处理方法制备的铝合金。实施例2本实施例中的铝合金为挤压铸造而成的铝合金制品。一种含石墨烯的铝合金的热处理方法，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：不锈钢纤维9％，Mg6.4％，Fe2.5％，石墨烯2.6％，Sc0.08％，Zr0.18％，Y0.22％，Si0.06％，Mn0.04％，Er0.03％，Ce0.02％，杂质≦0.15％，余量为Al；所述热处理步骤包括：S1、将所述铝合金加热至350℃，保温6h；升温至500℃，保温6h；降温至100℃，保温2h。S2、进行水淬处理，其中，水的温度为40℃；水淬的时间为0.5h；水的搅拌速率为150r/s。S3、对水淬后的铝合金在300～320℃下回火6h。S4、之后进行退火处理，所述退火处理的温度为150～170℃、时间为8h。本实施例还包括上述热处理方法制备的铝合金。实施例3本实施例中的铝合金为挤压铸造而成的铝合金制品。一种含石墨烯的铝合金的热处理方法，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：不锈钢纤维9％，Mg6.4％，Fe2.5％，石墨烯2.6％，Sc0.08％，Zr0.18％，Y0.22％，Si0.06％，Mn0.04％，Er0.03％，Ce0.02％，杂质≦0.15％，余量为Al；所述热处理步骤包括：S1、将所述铝合金加热至400℃，保温4h；升温至550℃，保温3h；降温至150℃，保温2.5h。S2、进行水淬处理，其中，水的温度为30℃；水淬的时间为1h；水的搅拌速率为120r/s。S3、对水淬后的铝合金在340～350℃下回火5h。S4、之后进行退火处理，所述退火处理的温度为160～180℃、时间为6h。本实施例还包括上述热处理方法制备的铝合金。实施例4本实施例中的铝合金为挤压铸造而成的铝合金制品。一种含石墨烯的铝合金的热处理方法，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：碳钢纤维8％，Mg6.4％，Fe2.8％，石墨烯2.2％，Sc0.15％，Zr0.10％，Y0.16％，Si0.06％，Mn0.04％，Er0.03％，Ce0.02％，杂质≦0.15％，余量为Al；所述热处理步骤包括：S1、将所述铝合金加热至400℃，保温6h；升温至550℃，保温3h；降温至150℃，保温3h。S2、进行水淬处理，其中，水的温度为25～40℃；水淬的时间为2h；水的搅拌速率为150r/s。S3、对水淬后的铝合金在300～350℃下回火5h。S4、之后进行退火处理，所述退火处理的温度为120～150℃、时间为7h。本实施例还包括上述热处理方法制备的铝合金。实施例5本实施例中的铝合金为挤压铸造而成的铝合金制品。一种含石墨烯的铝合金的热处理方法，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：碳钢纤维8％，Mg6.4％，Fe2.8％，石墨烯2.2％，Sc0.15％，Zr0.10％，Y0.16％，Si0.06％，Mn0.04％，Er0.03％，Ce0.02％，杂质≦0.15％，余量为Al；所述热处理步骤包括：S1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含石墨烯的铝合金的热处理方法，其特征在于，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：金属纤维8～10％，Mg5.5～7.2％，Fe 2.0～3.5％，石墨烯1.2～2.6％，Sc 0.08～0.18％，Zr 0.08～0.18％，Y 0.12～0.22％，Si 0.02～0.07％，Mn 0.02～0.07％，Er 0.01～0.03％，Ce 0.01～0.03％，杂质≦0.15％，余量为Al；所述热处理步骤包括：S1、将所述铝合金加热至300～400℃，保温4～8h；升温至500～600℃，保温3～6h；降温至100～200℃，保温2～3h；S2、进行水淬处理，其中，水的温度为25～60℃；S3、对水淬后的铝合金在300～400℃下回火；S4、之后进行退火处理，所述退火处理的温度为100～200℃、时间为6～10h。

【技术特征摘要】
1.一种含石墨烯的铝合金的热处理方法，其特征在于，按照质量百分比计，所述铝合金包括以下组分：金属纤维8～10％，Mg5.5～7.2％，Fe2.0～3.5％，石墨烯1.2～2.6％，Sc0.08～0.18％，Zr0.08～0.18％，Y0.12～0.22％，Si0.02～0.07％，Mn0.02～0.07％，Er0.01～0.03％，Ce0.01～0.03％，杂质≦0.15％，余量为Al；所述热处理步骤包括：S1、将所述铝合金加热至300～400℃，保温4～8h；升温至500～600℃，保温3～6h；降温至100～200℃，保温2～3h；S2、进行水淬处理，其中，水的温度为25～60℃；S3、对水淬后的铝合金在300～400℃下回火；S4、之后进行退火处理，所述退火处理的温度为100～200℃、时间为6～10h。2.如权利要求1所述的含石墨烯的铝合金的热处理方法，其特征在于，在步骤S3中，所述铝合金的回火时间为3～6h。3.如权利要求1所述的含石墨烯的铝合金的热处理方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，谢昭民，
申请(专利权)人：益阳仪纬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43