【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金生产，更具体地是涉及一种高强度铝合金及其生产工艺。
技术介绍
1、高强度铝合金广泛应用于航空航天、汽车制造、电子等领域。高强度铝合金产品需具备高强度、高延伸率、高硬度的性能，而以往在不做热处理的条件下，硬度只能达到80hbw左右，硬度的降低可能会导致铝合金在遭受强大冲击或拉伸力时抗拉强度下降。在一些工业应用和制造过程中，硬度不足的铝合金零件可能在加工或使用过程中发生变形、磨损等问题，这会导致生产效率下降、成本增加，在汽摩配件中属于安全件的甚至可能造成生命财产损失。
2、随着对材料性能要求的不断提升，现有高强度铝合金在合金成分和熔炼工艺方面仍存在一些亟待解决的问题和不足。
3、现有的高强度铝合金通常采用硅、铜、镁等元素进行合金化，以增强材料的强度、硬度和耐腐蚀性。在实际应用中，这些合金成分存在以下问题：
4、1)传统高强度铝合金的合金元素比例往往是基于经验或某些标准配方，缺乏针对特定应用需求的优化，这导致合金在某些特定性能上存在欠缺，例如高温稳定性、抗疲劳性能或耐腐蚀性不足，难以满足现代工业对材料性能日益严苛的要求；
5、2)在高强度铝合金中，铁、钛等微量元素对材料的综合性能有重要影响，现有技术中，如何精确控制这些元素的含量，使其在合金中均匀分布，仍然是一个技术难点，如果处理不当，这些元素可能形成有害相，导致合金的机械性能下降，增加材料的脆性。
6、现有高强度铝合金的熔炼工艺通常包括多次加料、熔化、合金化、除气除渣和压铸等步骤。尽管这些工艺已经比较成熟
7、1)高强度铝合金的熔炼工艺要求对温度、搅拌、除气等多个环节进行严格控制，然而，在实际生产中，由于工艺控制的复杂性，容易出现温度不均、搅拌不充分、除气不彻底等问题，导致铝液中的成分分布不均匀，最终影响铸件的力学性能和质量一致性；
8、2)现有的除气工艺通常采用氮气、氩气等惰性气体，但在实际操作中，由于流量控制不当或搅拌不均，常常无法彻底去除铝液中的气体杂质，这会导致铸件中产生气孔、夹杂物等缺陷，严重影响材料的力学性能和疲劳寿命；
9、3)传统的熔炼工艺往往需要较长的保温时间和较高的熔炼温度，导致能源消耗较大，同时，复杂的工艺流程也降低了生产效率，增加了生产成本，不利于大规模工业化生产。
10、因此，亟需在现有高强度铝合金的基础上对合金成分和熔炼工艺方面进行优化和进一步改进。
技术实现思路
1、鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种高强度铝合金及其生产工艺，以期以更加精准和应用定制化的合金成分配比，辅以能够确保材料性能的熔炼工艺和热处理工艺的改进，除杂质、细化晶粒、提高合金性能，简化操作、提高效率，并有效降低生产成本，生产出成分、力学性能完全符合特定要求的高强度铝合金产品。
2、为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种高强度铝合金，以质量百分比计，包含：铁0.5-0.8％，钒0.06-0.15％，硅10.5-11％，铜1.3-1.8％，锰0.2-0.4％，镁0.25-0.35％，锌≤0.6％，钛0.08-0.12％，锶0.01-0.018％，余量为铝。
3、区别于现有技术，上述技术方案通过精确控制铁、钒、硅、铜、锰、镁、锌、钛、锶等元素的质量百分比，使铝合金在强度和韧性方面达到理想的平衡，硅含量的提高(10.5-11％)不仅增强了材料的铸造性能，还提高了其抗腐蚀能力，而钛和锶的添加则进一步细化了晶粒，增强了合金的综合力学性能。锌含量的控制(≤0.6％)，使得该合金在保留高强度的同时，具有更好的耐腐蚀性能，适合在恶劣环境中使用。钒元素的引入也进一步提高了材料在高温条件下的稳定性。通过合理配置铜、锰和镁的含量，该铝合金在保证高强度的同时，保持了良好的加工性能，特别是在热处理后的延展性和塑性方面表现出色。这使得该材料更易于成型和加工，适合制造复杂形状的部件。总之，通过多种元素的协同作用，展现出优异的综合性能，包括高强度、高耐磨性、良好的热稳定性和抗疲劳性，提升了材料的机械性能、耐腐蚀性和加工适应性，增强了铝合金在航空航天、汽车制造等对材料要求严苛领域的应用前景。
4、优选的实施例中，上述高强度铝合金是由包括以下步骤的制备方法制备得到：
5、备料：按重量百分比计，称取纯铝锭15-25％、生铝25-35％、熟铝35-45％、金属硅7-9％、电解锰0.15-0.25％、光亮铜0.45-0.55％、钛剂0.5-0.7％、铝钒0.8-1.2％、铝锶0.15-0.25％，备用；
6、加入第一批原料拌料、加热熔化：向熔解炉中加入所述纯铝锭，待熔化后再分批加入生铝和熟铝，加热使之形成第一铝液，所述第一铝液温度为第一温度；
7、第一次浇注成分试样检测成分；
8、加入第二批原料拌料、加热合金化：将所述第一铝液温度调整到第二温度，加入所述金属硅、光亮铜、电解锰，加热保温，搅拌均匀，得到第二铝液；
9、第二次浇注成分试样检测成分；
10、加入第三批原料拌料、加热：将所述第二铝液温度调整到第三温度，加入所述钛剂、铝钒，加热保温，搅拌均匀，得到第三铝液；
11、第三次浇注成分试样检测成分；
12、除气除渣：将所述第三铝液温度调整到第四温度后，加入除气剂，搅拌均匀，预热除气棒，除气，静置，去除表面浮渣，得到第四铝液；
13、加入第四批原料拌料、加热：将所述第四铝液温度调整到第五温度，加入所述铝锶，用氮气搅拌均匀，得到第五铝液；
14、第四次浇注成分试样检测成分：
15、压铸、热处理：控制所述第五铝液温度至第六温度，压铸，检测压铸状态下的力学性能，热处理。
16、这样，通过分批次逐步加入原料，结合多次成分检测，确保了铝合金中各元素的精确配比和均匀分布，精细化的操作能够有效避免成分偏析现象，保证了铝合金的高强度和稳定性能，满足了对合金材料一致性和均匀性的高要求。同时，通过精确控制每个熔化和合金化阶段的温度，尤其是在多次加料和保温步骤中，使得合金中各元素充分反应并均匀分布，如此，铝合金在保持高强度的同时，还具备了优异的延展性和抗疲劳性能，使其在复杂工况下的适应性更强。特别优化了除气除渣步骤，采用氮气作为除气剂，并通过预热除气棒和静置处理，进一步去除了铝液中的气体和杂质，大大减少了铸件中的气孔和夹杂物缺陷，提升了铸件的致密性和表面质量，确保了铝合金在实际应用中的可靠性和耐久性。通过在不同温度下多次进行成分试样检测，并结合精确的温度控制(从第一温度到第六温度)，该方法能够优化每个熔炼和合金化步骤的工艺参数，严格的工艺控制有效提高了生产过程的可控性，保证了最终产品的质量一致性，减少了因工艺波动导致的性能差异。通过合理的热处理工艺，结合精确的压铸条件，该方法进一步提升了铝合金的力学性能和耐久性，不仅改善了材料的内部微观结构，还增强了其抗腐蚀性能，使得最终产品在各种复杂环境下表现出更优异的综合性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度铝合金，其特征在于，以质量百分比计，包含：铁0.5-0.8％，钒0.06-0.15％，硅10.5-11％，铜1.3-1.8％，锰0.2-0.4％，镁0.25-0.35％，锌≤0.6％，钛0.08-0.12％，锶0.01-0.018％，余量为铝。
2.根据权利要求1所述的高强度铝合金，其特征在于，由包括以下步骤的制备方法制备得到：
3.根据权利要求2所述的高强度铝合金，其特征在于，保持锌和镁的质量比为1.5-2.0，保持硅和镁的质量比为35-55。
4.根据权利要求3所述的高强度铝合金，其特征在于，保持锌和镁的质量比为1.6-1.8，保持硅和镁的质量比为40-50。
5.根据权利要求2所述的高强度铝合金，其特征在于，所述压铸的工艺条件为：第六温度为630-660℃，压力范围为50-100MPa，所述第五铝液在型腔中的速度为60-120m/s。
6.根据权利要求2所述的高强度铝合金，其特征在于，
7.根据权利要求2所述的高强度铝合金，其特征在于，所述热处理温度为210-220℃，热处理时间为2-2.
8.根据权利要求2所述的高强度铝合金，其特征在于，所述除气剂为氮气，控制所述氮气流量为0.2-0.4MPa。
9.根据权利要求2所述的高强度铝合金，其特征在于，所述钛剂含钛的质量分数为15％、铝钒含钒的质量分数为10％、铝锶含锶的质量分数为9％。
10.根据权利要求2所述的高强度铝合金，其特征在于，所述第一次至第四次浇注成分试样检测成分均为在线检测。
...【技术特征摘要】
1.一种高强度铝合金，其特征在于，以质量百分比计，包含：铁0.5-0.8％，钒0.06-0.15％，硅10.5-11％，铜1.3-1.8％，锰0.2-0.4％，镁0.25-0.35％，锌≤0.6％，钛0.08-0.12％，锶0.01-0.018％，余量为铝。
2.根据权利要求1所述的高强度铝合金，其特征在于，由包括以下步骤的制备方法制备得到：
3.根据权利要求2所述的高强度铝合金，其特征在于，保持锌和镁的质量比为1.5-2.0，保持硅和镁的质量比为35-55。
4.根据权利要求3所述的高强度铝合金，其特征在于，保持锌和镁的质量比为1.6-1.8，保持硅和镁的质量比为40-50。
5.根据权利要求2所述的高强度铝合金，其特征在于，所述压铸的工...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈元辉，
申请(专利权)人：福鼎市辉华机车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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