【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金材料，涉及一种含片层状al18ti2mg3相的al-zn-mg-cu合金及其制备方法。
技术介绍
1、铝及其合金具有较低的密度，适宜的杨氏模量和强度，是一种理想的轻质结构材料。通过在铝中添加zn、mg、cu等合金元素进行合金化制备的7xxx系铝合金，可通过热处理进行强化，时效后析出纳米级mgzn2(η)相或者al6mg11zn11(t)相，进一步提高了强度，被称为高强铝合金。al18ti2mg3，是一种通过共价键和离子键结合的中间化合物，其在利用ti作为中间层的al-mg合金光纤激光焊接或al合金的渗ti层中，可与al3ti相同时出现。al3ti和al18ti2mg3的杨氏模量分别为223gpa和131gpa，远高于al基体的72gpa，通过在铝基体中复合al3ti和al18ti2mg3相，可以显著提高铝合金的耐磨性。然而，al3ti在力学性能上表现出更多的脆性，过多的al3ti会明显降低铝合金的韧性和抗冲击能力。相比于al3ti，al18ti2mg3的延展性更好，因此，在铝合金中生成al18ti2mg3代替al3ti，可在提高耐磨损能力的同时，兼顾一定的韧性和抗冲击能力。必须指出的是，目前的研究仅使al18ti2mg3形成在一些铝合金的表面层，且体积分数较低，均匀化程度不高，形貌也不规则。如何通过铸造和热处理方式对7xxx系铝合金的微观组织进行调控，直接在7xxx系高强铝合金中形成均匀分布的片层状al18ti2mg3相，使7xxx系合金获得良好的强度、耐蚀性、韧性的组合，仍然是行业难题。基于上述背景，专利技
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种含片层状al18ti2mg3相的al-zn-mg-cu合金及其制备方法，以解决
技术介绍
中的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种含片层状al18ti2mg3相的al-zn-mg-cu合金，按重量百分比计，包括以下组分：zn：4-7％，mg：1-3％，cu：0.5-2％，cr：0.2-0.6％，ti：0.5-2％，杂质含量低于0.05％，余量为al。
4、可选地，微观组织中al18ti2mg3相的体积分数不低于1％。
5、可选地，在三维空间中，al18ti2mg3相呈规则的层片状结构；通过金相显微镜或者扫描电镜观察，在二维平面上，al18ti2mg3相呈短棒状或片状。
6、一种含片层状al18ti2mg3相的al-zn-mg-cu合金的制备方法，包括以下步骤：
7、s1原料准备：
8、按照合金重量百分比准备纯al、纯zn、纯mg、纯cu、纯cr和al-tic中间合金，其中al-tic中间合金含有体积分数为5％，平均颗粒尺寸小于200nm的tic颗粒；
9、s2熔炼：
10、将称量好的纯al和al-tic中间合金放入熔炼炉中，温度设置为700-750℃；
11、待纯al和al-tic中间合金完全融化后，加入纯mg；
12、待纯mg完全融化后，加入纯zn；
13、待纯zn完全融化后，升高熔体温度至800-900℃，投入纯cu和纯cr；
14、s3精炼除杂：
15、待所有合金元素充分熔融后，将熔体降温至700-750℃，在搅拌过程中通入高纯氩气进行除气，搅拌转子转速设置为50-200转/min，持续5-20分钟；
16、搅拌与除气完成后，扒掉熔体表面的氧化皮与夹杂；
17、s4浇铸：
18、采用底铸式浇铸模具，浇铸完成后，获得合金铸锭；
19、s5一级均匀化处理：
20、对合金铸锭进行一级均匀化处理，均匀化温度和保温时间分别为450-480℃、12-24小时，随炉升温，升温速率为3-10℃/min；
21、s6二级均匀化处理：
22、一级均匀化处理完成后，直接在炉中进行二级均匀化处理，均匀化温度和保温时间分别为470-490℃、6-12小时，保温完成后出炉空冷。
23、可选地，底铸式浇铸模具的内壁喷涂有金属型水基石墨脱模剂。
24、本专利技术的有益效果在于：通过向al-zn-mg-cu熔体中添加含有纳米颗粒的al-tic中间合金，合理控制熔炼温度和浇铸方式，采用适宜的热处理制度，实现了在al-zn-mg-cu合金铸锭中生成均匀分散的al18ti2mg3相，优化了合金的组织结构，提高了合金的力学性能和耐磨性，同时使合金保持了较好的韧性和抗冲击能力。本专利技术的制备方法对优化铝合金的组织，扩宽高强铝合金的应用具有重大意义。
25、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种含片层状Al18Ti2Mg3相的Al-Zn-Mg-Cu合金，其特征在于：按重量百分比计，包括以下组分：Zn：4-7％，Mg：1-3％，Cu：0.5-2％，Cr：0.2-0.6％，Ti：0.5-2％，杂质含量低于0.05％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的含片层状Al18Ti2Mg3相的Al-Zn-Mg-Cu合金，其特征在于：微观组织中Al18Ti2Mg3相的体积分数不低于1％。
3.根据权利要求1所述的含片层状Al18Ti2Mg3相的Al-Zn-Mg-Cu合金，其特征在于：在三维空间中，Al18Ti2Mg3相呈规则的层片状结构；通过金相显微镜或者扫描电镜观察，在二维平面上，Al18Ti2Mg3相呈短棒状或片状。
4.一种含片层状Al18Ti2Mg3相的Al-Zn-Mg-Cu合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的含片层状Al18Ti2Mg3相的Al-Zn-Mg-Cu合金的制备方法，其特征在于：底铸式浇铸模具的内壁喷涂有金属型水基石墨脱模剂。
【技术特征摘要】
1.一种含片层状al18ti2mg3相的al-zn-mg-cu合金，其特征在于：按重量百分比计，包括以下组分：zn：4-7％，mg：1-3％，cu：0.5-2％，cr：0.2-0.6％，ti：0.5-2％，杂质含量低于0.05％，余量为al。
2.根据权利要求1所述的含片层状al18ti2mg3相的al-zn-mg-cu合金，其特征在于：微观组织中al18ti2mg3相的体积分数不低于1％。
3.根据权利要求1所述的含片层状al18ti2mg3...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈汉，刘志威，肖寒，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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