一种高性能铝合金及其制造方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高性能铝合金及其制造方法和应用，属于铝合金技术领域。制造方法包括以下步骤：S1，配料；S2，初期熔炼：将S1备好的料置于熔炼炉中，通入氩气保护进行熔炼，直至完全化清后，进行多次搅拌，获得熔体一；S3，中期熔炼：按质量百分比称量好纯镁锭，表面打磨去氧化皮，随后清洗晾干，确保无水分后压入熔体，并进行搅拌，获得熔体二；S4，精炼：将熔体二经导炉槽导入静置炉中，导流过程中，向流动熔体中喂入铝钛硼合金丝，获得熔体三，用氩气将相当于铝合金总重量0.2

【技术实现步骤摘要】
一种高性能铝合金及其制造方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种高性能铝合金及其制造方法和应用，属于铝合金


技术介绍

[0002]铝及其合金由于具有质量轻，耐磨性能好，耐腐蚀性能好，弹性好，比强度和比刚度大，抗冲击性好，表面容易着色，加工成形性良好以及极高的再回收、再生性等一系列优良特性且铝是地壳中储量最多、分布最广的金属元素之一，大约占地壳总质量的8.2％，仅次于氧和硅元素，比铁(约占到5.1％)、镁(约占到2.1％)和钛(约占到0.6％)的总和还多许多，因此成为了各个领域中轻量化最理想的材料。
[0003]铝合金成形性、热塑性好，焊接性能优良，冲击韧性、比强度高，表面易着色和抗蚀性好，可以通过高速挤压成结构复杂、薄壁、中空的各种型材，因此铝合金更为受到各业的重用，渐渐代替了一些传统的钢铁材料。
[0004]随着科技与日俱增的进步，铝合金因其强度不够高，无法更进一步适应各行业领域对于金属材料强度的要求。此外，较多的铝合金器件需要长期处于潮湿温热环境上使用，还存在着抗菌方面的需求。因此，需要对铝合金进行进一步优化，以提高其强度和抗菌性能等。
[0005]综上所述，本领域技术人员亟需研究一种高性能铝合金及其制造方法和应用，用以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题是提供一种高性能铝合金的制造方法，该法通过成分中Ag和Cu比例调整，结合制备工艺中热变形和热处理控制，最终使铝合金微观组织形成5
‑
15nm板条状Al2Cu和1r/>‑
3nm颗粒状Ag
‑
Cu固溶体的复相结构。
[0007]同时，本专利技术提供一种高性能铝合金，具有高强度和强烈抗菌效果。
[0008]同时，本专利技术提供一种高性能铝合金在轻量化车用铝合金、铝合金家具、医用铝合金器具中的应用。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0010]一种高性能铝合金的制造方法，包括以下步骤：
[0011]S1，配料：选用铝锭、铝硅和银铜中间合金按质量百分比配料，清洗、脱水、晾干；
[0012]S2，初期熔炼：将S1备好的料置于熔炼炉中，通入氩气保护进行熔炼，直至完全化清后，进行多次搅拌，获得熔体一；
[0013]S3，中期熔炼：按质量百分比称量好纯镁锭，表面打磨去氧化皮，随后清洗晾干，确保无水分后压入熔体，并进行搅拌，获得熔体二；
[0014]S4，精炼：将S3熔炼好的熔体二经导炉槽导入静置炉中，导流过程中，向流动熔体中喂入铝钛硼合金丝，导流完成后，获得熔体三，用氩气将相当于铝合金总重量0.2
‑
0.3％的纳米精炼剂粉末通入熔体三，随后静置30
‑
45min，最后从表面扒净浮渣，获得熔体四；
[0015]S5，净化：将静置后的熔体四升高温度至775
‑
780℃，随后通过导流槽依次导入过滤箱、除气箱，进行熔体四的净化，获得熔体五；
[0016]S6，连铸：将S5净化好的熔体五进行铸造，连铸速度80
‑
100mm/min，连铸冷却水流量分三段式，
[0017]前期：铸造的前5min，冷却水流量为125
‑
130L/min，
[0018]中期：冷却水流量为140
‑
150L/min，
[0019]后期：铸造结束前10min
‑
铸造结束，冷却水流量为160
‑
170L/min，
[0020]获得连铸棒；
[0021]S7，变形：将S6获得的连铸棒加热到450
‑
465℃，保温12
‑
15h，随后热取出进行挤压，挤压筒温度保持420
‑
450℃，挤压比：(8.1
‑
9.6)：1，得到变形铝合金；
[0022]S8，热处理：将S7获得的变形铝合金置于热处理炉中，加热到185
‑
195℃，保温9.5
‑
10h，随后出炉自然冷却，即得到高性能铝合金。
[0023]S1中的铝硅和银铜中间合金的成分为：铝硅中间合金中铝硅原子比为：(3.2
‑
4.3)：1；银铜中间合金中银铜原子比为：(1
‑
1.3)：1。
[0024]S2中的熔炼温度为765
‑
775℃，熔炼时间为100
‑
135min，氩气通入流量为12.5
‑
13.6L/min，多次搅拌工艺为每隔5
‑
8min搅拌1次，每次搅拌3
‑
4min，搅拌速度30
‑
40转/min，搅拌不准浪打浪。
[0025]S3中的中期熔炼中铝合金的熔炼条件为：熔炼温度680
‑
720℃，熔炼时间为：23
‑
46min。
[0026]S4中纳米精炼剂成份按质量百分为：KCl：18
‑
23％；NaCl：9
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14％；Na2SiF6：21
‑
36％；Mg(OH)2：余量，纳米精炼剂粉末粒径：3
‑
5nm。
[0027]一种高性能铝合金，成分按质量百分比：Si：0.32
‑
0.39％；Cu：0.51
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0.69％；Mg：1.21
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1.33％；Ag：0.55
‑
0.72；Al：余量。
[0028]高性能铝合金微观组织具有5
‑
15nm板条状Al2Cu和1
‑
3nm颗粒状Ag
‑
Cu固溶体的复相结构。
[0029]高性能铝合金抗拉强度≥578MPa，抗细菌率达Ⅰ级标准。
[0030]一种高性能铝合金在轻量化车用铝合金、铝合金家具、医用铝合金器具中的应用。
[0031]一种铝合金产品，包括轻量化车用铝合金、铝合金家具、医用铝合金器具。
[0032]铝钛硼合金丝牌号：AlTi5B1；铝钛硼合金丝的喂入形成高熔点渣，在扒渣环节去除掉了。
[0033]过滤箱、除气箱的过滤、除气是业内常规操作。
[0034]本专利技术的一种高性能铝合金的制造方法，通过成分中Ag和Cu比例调整，结合制备工艺中热变形和热处理控制，最终使铝合金微观组织形成5
‑
15nm板条状Al2Cu和1
‑
3nm颗粒状Ag
‑
Cu固溶体的复相结构。在相比与现有技术，本专利技术具有以下有点：
[0035]1.高强度：本专利技术的一种高性能铝合金的制造方法能够起到多重协同强化效果，使得铝合金具有更高强度：第一步特定的成分设计和连铸工艺能够形成高固溶度的铸坯。铝合金成份上设计高Ag、Cu成分比例，在连铸过程中采用渐进式大水冷速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能铝合金的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，配料：选用铝锭、铝硅和银铜中间合金按质量百分比配料，清洗、脱水、晾干；S2，初期熔炼：将S1备好的料置于熔炼炉中，通入氩气保护进行熔炼，直至完全化清后，进行多次搅拌，获得熔体一；S3，中期熔炼：按质量百分比称量好纯镁锭，表面打磨去氧化皮，随后清洗晾干，确保无水分后压入熔体，并进行搅拌，获得熔体二；S4，精炼：将S3熔炼好的熔体二经导炉槽导入静置炉中，导流过程中，向流动熔体中喂入铝钛硼合金丝，导流完成后，获得熔体三，用氩气将相当于铝合金总重量0.2
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0.3%的纳米精炼剂粉末通入熔体三，随后静置30
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45min，最后从表面扒净浮渣，获得熔体四；S5，净化：将静置后的熔体四升高温度至775
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780℃，随后通过导流槽依次导入过滤箱、除气箱，进行熔体四的净化，获得熔体五；S6，连铸：将S5净化好的熔体五进行铸造，连铸速度80
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100mm/min，连铸冷却水流量分三段式，前期：铸造的前5min，冷却水流量为125
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130L/min，中期：冷却水流量为140
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150 L/min，后期：铸造结束前10min
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铸造结束，冷却水流量为160
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170 L/min，获得连铸棒；S7，变形：将S6获得的连铸棒加热到450
‑
465℃，保温12
‑
15h，随后热取出进行挤压，挤压筒温度保持420
‑
450℃，挤压比：（8.1
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9.6）：1，得到变形铝合金；S8，热处理：将S7获得的变形铝合金置于热处理炉中，加热到185
‑
195℃，保温9.5
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10h，随后出炉自然冷却，即得到高性能铝合金。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，S1中的铝硅和银铜中间合金的成分为：铝硅中间合金中铝硅原子比为：（3.2
‑
4.3）：1；银铜中间合金中银铜原子比为：（1
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【专利技术属性】
技术研发人员：巨佳，吴蔚，袁悠悠，邱铨强，王茹，程翔翔，翁瑶瑶，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：