高强Al-Mg-Sr合金铸锭及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强Al

【技术实现步骤摘要】
高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属冶炼
，尤其涉及一种高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝镁合金是以Mg为主要添加元素的铝合金。铝镁合金具有高的比强度、良好的焊接性和耐蚀性，使其具有广泛的应用前景，例如铝镁合金板材广泛应用于航空航天、列车和舰船上，并将成为未来空天、高速列车、海洋等领域极具竞争力的材料。
[0003]随着技术的发展，铝镁合金板材的需求量越来越大，如何提高铝镁合金铸锭的品质，减少析氢反应、夹杂、晶枝发达以及共晶相偏析等严重缺陷成为一个亟待研究解决的关键问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭及其制备方法。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭的制备方法，包括：
[0007]1)向铝熔液中加入铝锰中间合金以及铝铬中间合金并完全熔化，获得第一熔液；
[0008]2)向所述第一熔液中添加金属镁并完全熔化，获得第二熔液；
[0009]3)向所述第二熔液中添加铝锶中间合金并完全熔化，获得第三熔液；
[0010]4)使所述第三熔液在负压及惰性气氛中精炼获得精炼熔液；
[0011]5)使所述精炼熔液冷却成型获得高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭。
[0012]第二方面，本专利技术还提供一种上述制备方法制得的高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭，所述高强Al
‑ꢀ
Mg
‑
Sr合金铸锭的抗拉强度大于260MPa，布氏硬度大于66HBS。
[0013]本专利技术上述技术方案的主要原理为：现有技术中，大多是一步将所有原料混合后再进行熔化冶炼，而本专利技术所提供的技术方案是多步添加，将金属镁和铝锶中间合金分步加入熔液中，并使其快速浸没，从而降低了金属镁和金属锶的氧化损耗，减少了氧化夹杂，进而提高合金铸锭的品质；同时通过锶元素的变质原理和晶粒细化作用，减少合金铸锭中可能出现的晶枝发达、共晶相偏析等缺陷；另外，在铝镁合金熔炼和精炼过程降低真空度，采用负压铸造，能够有效防止镁蒸气和锶蒸气的挥发，有效减低镁元素和锶元素的损耗，防止熔炼设备的腐蚀，并减少夹杂和析氢反应，提高合金铸锭的品质，从而增强了所制得的合金铸锭的抗拉强度。
[0014]基于上述技术方案及原理，与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0015]本专利技术所提供的高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭的制备方法利用多步添加的方式避免了镁和锶元素的氧化损耗和氧化夹杂，同时引入负压精炼的方式降低了镁和锶元素的损耗，并减少了夹杂和析氢反应，从而增强了所制得的合金铸锭抗拉强度，提高了所制得的合金
铸锭的品质。
[0016]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一典型实施案例提供的高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭的微观组织照片；
[0018]图2是本专利技术另一典型实施案例提供的高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭的微观组织照片；
[0019]图3是本专利技术又一典型实施案例提供的高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭的微观组织照片；
[0020]图4是本专利技术又一典型实施案例提供的高强Al
‑
Mg
‑
sr合金铸锭的微观组织照片；
[0021]图5是本专利技术一典型对比案例提供的Al
‑
Mg合金铸锭的微观组织照片。
具体实施方式
[0022]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0023]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0024]而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件或方法步骤区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件或方法步骤之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0025]本专利技术实施例提供一种高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭的制备方法，包括如下的步骤：
[0026]1)向铝熔液中加入铝锰中间合金以及铝铬中间合金并完全熔化，获得第一熔液。
[0027]2)向所述第一熔液中添加金属镁并完全熔化，获得第二熔液。
[0028]3)向所述第二熔液中添加铝锶中间合金并完全熔化，获得第三熔液。
[0029]4)使所述第三熔液在负压及惰性气氛中精炼获得精炼熔液。
[0030]5)使所述精炼熔液冷却成型获得高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭。
[0031]而本专利技术所提供的技术方案是多步添加，将金属镁和铝锶中间合金分步加入熔液中，并使其快速浸没，从而降低了金属镁和金属锶的氧化损耗，减少了氧化夹杂，进而提高合金铸锭 (即Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭的简称，下同)的品质；同时通过锶元素的变质原理和晶粒细化作用，减少合金铸锭中可能出现的晶枝发达、共晶相偏析等缺陷；另外，在铝镁合金熔炼和精炼过程降低真空度，采用负压铸造，能够有效防止镁蒸气和锶蒸气的挥发，有效减低镁元素和锶元素的损耗，防止熔炼设备的腐蚀，并减少夹杂和析氢反应，提高合金铸锭的品质，从而增强了所制得的合金铸锭的抗拉强度。
[0032]在一些实施方案中，上述方法所制得的所述高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭可以包括如下的元素组成及含量：锶0.1
‑
0.5wt％、镁4.0
‑
4.9wt％、锰0.4
‑
1.0wt％、铬0.05
‑
0.25wt％、钛0.01
‑ꢀ
0.03wt％、不可避免的杂质总和≤0.05wt％，以及余量的铝。
[0033]在一些实施方案中，步骤1)具体可以包括：
[0034]在温度为740
‑
760℃条件下，按照铝锰中间合金、铝铬中间合金的顺序依次加入所
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭的制备方法，其特征在于，包括：1)向铝熔液中加入铝锰中间合金以及铝铬中间合金并完全熔化，获得第一熔液；2)向所述第一熔液中添加金属镁并完全熔化，获得第二熔液；3)向所述第二熔液中添加铝锶中间合金并完全熔化，获得第三熔液；4)使所述第三熔液在负压及惰性气氛中精炼获得精炼熔液；5)使所述精炼熔液冷却成型获得高强Al
‑
Mg
‑
Sr合金铸锭。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)具体包括：在温度为740
‑
760℃条件下，按照铝锰中间合金、铝铬中间合金的顺序依次加入所述液态铝中，所述铝锰中间合金、铝铬中间合金完全熔化后，继续静置5
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10min得到所述第一熔液。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)具体包括：在温度为730
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740℃条件下，使所述金属镁完全浸没于所述第一熔液中静置3
‑
8min，所述金属镁完全熔化后获得所述第二熔液。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，使所述金属镁位于所述第一熔液的中下部；和/或，所述金属镁的添加量大于理论计算量0.5
‑
2％；和/或，加入所述第一熔液前，所述金属镁表面附着的氧化层被去除。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)具体包括：在温度为730
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740℃条件下，使所述铝锶中间合金完全浸没于所述第二熔液中静置3
‑
8min，所述铝锶中间合金完全熔化后获得所述第三熔液。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)具体包括：使所述第三熔液处于真空度为200

【专利技术属性】
技术研发人员：杨占寿，董亚萍，杨国峰，李武，冯海涛，刘鑫，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：