一种铝镁合金镜面材料、制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有色金属材料制备技术领域，具体涉及一种铝镁合金镜面材料、制备方法和应用；步骤为，将铝镁合金铸锭进行均匀化热处理，然后冷却，冷却方式为水冷，冷却速度大于50℃/min；然后进行热挤压，热挤压的温度为350

【技术实现步骤摘要】
一种铝镁合金镜面材料、制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有色金属材料制备
，具体涉及一种铝镁合金镜面材料、制备方法和应用。

技术介绍

[0002]铝合金反射镜可以用现有的车、铣、磨削等工艺，快速加工制作反射镜的基体结构，充分发挥铝合金材料易于成型的优点。同时利用金刚石单点车削(SPDT)工艺加工反射镜的镜面，可以直接获得满足红外光学系统成像质量要求的光滑表面，而且还可以经济高效地加工非球面，更是受到工程光学领域的青睐。
[0003]随着铝合金反射镜的应用领域扩展，对材料的要求也越来越高，也开始追求材料的某种极致特性。常规的Al
‑
Mg
‑
Si铝合金由于其良好的加工性能、尺寸稳定性，以及适中的力学性能，作为铝反射镜材料得到广泛的应用；高Si铝合金光学材料由于极佳的热稳定性，在热工况场合也开始得到应用；显而易见，不同的材料成分往往具有不同的组织和性能：除上述两种系列之外，其他系列的铝合金镜面材料，如Al
‑
Mg二元合金少见报道，对于其加工方法报道更少。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种铝镁合金镜面材料、制备方法和应用，提高其硬度，降低其表面粗糙度。
[0005]本专利技术的内容为一种铝镁合金镜面材料的制备方法，步骤为，将铝镁合金铸锭进行均匀化热处理，然后冷却，冷却方式为水冷，优选为快速水冷，冷却速度大于50℃/min；然后进行热挤压，热挤压的温度为350
‑
400℃；然后进行拉伸矫直处理，最后进行退火，退火温度为250
‑
300℃（时间优选为1.5
‑
2h）；所述铝镁合金中，各组分的重量百分比为Mg：4
‑
4.8%，Si:0
‑
0.2%，Fe：0
‑
0.2%，Cu:0
‑
0.15%，Mn：0
‑
0.15%，Cr:0
‑
0.15%， Zn：0
‑
0.10%，Ti≤0.05%，余量为A1，和不可避免杂质。更优选的，所述铝镁合金中，各组分的重量百分比为Mg:4.0
‑
4.5%，Si:0
‑
0.1%，Fe：0
‑
0.1%，Cu:0
‑
0.1%，Mn：0
‑
0.1%，Cr:0
‑
0.1%，Zn：0
‑
0.1%，Ti≤0.05%，余量为A1，和不可避免杂质。
[0006]优选的，所述铝镁合金铸锭的制备方法为，将铝镁合金各组分混合，在730
‑
750℃下加热熔炼，经过铸造，处理，得到铝镁合金铸锭。所述处理为晶粒细化，除气，过滤。
[0007]优选的，所述除气的方式为炉内除气和在线除气组合，介质气体为氩气；晶粒细化采用Al
‑
5Ti
‑
B进行喂丝，喂丝比例为1.8kg/1tAl；过滤方式采用板式过滤，30PPi+50PPi。铸造为半连续铸造，参数为：铸造末端温度690
‑
700℃，稳态铸造速度55
‑
60mm/min。
[0008]优选的，所述均匀化热处理的温度为500℃。
[0009]优选的，在进行热挤压处理时，挤压模具预热温度为350
‑
420℃，铝镁合金铸锭温度370
‑
440℃，金属流出速度1.5
‑
2.5m/min。
[0010]优选的，拉伸矫直处理时，预拉伸量为1
‑
3%。
[0011]本专利技术提供一种所述的铝镁合金镜面材料的制备方法得到的铝镁合金镜面材料。
[0012]本专利技术提供一种所述的铝镁合金镜面材料的应用，所述铝镁合金镜面材料用于制备镜面材料。
[0013]本专利技术的有益效果是，本专利技术采用Al
‑
Mg二元合金材料，不同于常规光学铝材料成分（Al
‑
Mg
‑
Si）。本专利技术的Mg通过影响再结晶温度，调节再结晶晶粒大小；同时Mg能起到一定增强强度的作用，若含量低于1.5%，易导致成品强度、硬度过低，若含量高于12%，则会导致后续热加工困难；硅在该组分中属于有害杂质，硅与镁形成Mg2Si相，由于镁含量过剩，会降低Mg2Si相在基体中的溶解度，所以不但强化作用不大，而且降低合金的塑性，且当Si的含量大于0.7%时其会在加工过程中与Mn、Fe A1生成粗大的AL
‑
Fe
‑
Mn
‑
Si金属化合物，导致成品表面外观粗糙，易形成表面凹坑；铁易导致形成较多硬脆化合物，从而影响加工性能。
[0014]本专利技术限制了合金元素的种类，就只有Mg元素一种，抑制了材料的析出强化相的形成；同时严格控制其他合金元素的含量处于极低值，例如从原材料和生产过程严格控制硅、铁杂质含量，能够有效减少硬脆化合物的行成，使得后续热加工和固溶处理后再结晶组织和粗大残余结晶相的大幅度减少，改善金相组织纯净化率和材料表面状态，能有效减少车削加工过程中的局部阻力，进而保证了材料良好的车削加工性能和适中的力学性能。
[0015]本专利技术不同于常规镜面铝板材的轧制变形和锻造变形，本专利技术的镜面铝材料在均匀化热处理后，采用如水冷的方式提高冷却速度，采用挤压热变形，热挤压的温度为350
‑
400℃，使晶粒内部充分的变形，行成各向同性的晶粒组态，同时获得大量的变形储能，结合中低温退火（退火温度为250
‑
300℃），为组织再结晶创造了条件，使能获得均匀的等轴晶粒；中低温退火手段能提供再结晶足够的热能，同时能有效控制晶粒的粗大；均匀的等轴晶粒与适中的力学性能，利于后续材料的精密加工，可以使得本专利技术材料经过金刚石点石车削后粗糙度达到1nm；同时挤压态的光学铝材料能够给客户提供特定尺寸的原材料，节省了成本，同时工艺相对轧制简单，相对常规挤压后的高温退火又节省了热处理成本，提高了硬度，降低了材料的表面粗糙度。
附图说明
[0016]图1为实施例1的铝合金的金相照片。
[0017]图2为对比例2的铝合金的金相照片。
[0018]图3为对比例3的铝合金的金相照片。
具体实施方式实施例1
[0019]具体工艺流程：1）配料由以下组分按重量百分比组成：Mg:4.3%，Si:0.03%，Fe：0.03%，Cu: 0.05%，Mn：0.05%，Cr: 0.05%，Zn：0.05%，Ti≤0.05%，余量为A1，和不可避免杂质。
[0020]熔炼和铸造：按照配料要求，将99.95%镁锭和99.99%铝锭投入熔炼炉中，升温至740℃进行加热熔炼，熔炼时间3小时，在炉中调整成分，除气和扒渣，上述步骤完成后，静置30分钟再开始铸造；铸造开始后，熔体从炉中经过流槽，依次经过在线晶粒细化、在线除气、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝镁合金镜面材料的制备方法，其特征是，将铝镁合金铸锭进行均匀化热处理，然后冷却，冷却方式为水冷，冷却速度大于50℃/min；然后进行热挤压，热挤压的温度为350
‑
400℃；然后进行拉伸矫直处理，最后进行退火，退火温度为250
‑
300℃；所述铝镁合金中，各组分的重量百分比为：Mg：4
‑
4.8%，Si:0
‑
0.2%，Fe：0
‑
0.2%，Cu:0
‑
0.15%，Mn：0
‑
0.15%，Cr:0
‑
0.15%， Zn：0
‑
0.10%，Ti≤0.05%，余量为A1，和不可避免杂质。2.如权利要求1所述的铝镁合金镜面材料的制备方法，其特征是，所述铝镁合金铸锭的制备方法为，将铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：余博，汪成，张劲，熊威，田研，李凡，
申请(专利权)人：湖南卓创精材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：