一种高延伸率的铝合金材料及其熔铸工艺的制作方法

1.本发明涉及合金材料技术领域，尤其涉及一种高延伸率的铝合金材料及其熔铸工艺。


背景技术：

2.铝合金是以铝为基础添加一定量其它合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金有较高的强度和刚度，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用，铝合金按其成分和加工方法又分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金是先将合金配料熔铸成坯锭，再进行塑性变形加工，通过轧制、挤压、拉伸、锻造等方法制成各种塑性加工制品，一般的铝合金材料在生产时由于原料添加成分配比不佳以及工艺中的偏差可能会导致生产处的铝合金材料整体的质量强度不足的问题
3.为此，我们提出一种高延伸率的铝合金材料及其熔铸工艺。


技术实现要素：

4.本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种高延伸率的铝合金材料及其熔铸工艺。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种高延伸率的铝合金材料，包括以下重量份原料：ai:30％-50％、si：8.0％-18％、cu：3.0％
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9.0％、mg：0.3％-1.8％、ni：0.2％-1.2％、cr：0.003％-0.02％。
6.作为优选，由下述重量份的原料组成：ai:30％、si：8.0％、cu：3.0％、mg：0.3％、ni：0.2％、cr：0.003％。
7.作为优选，由下述重量份的原料组成：ai:35％、si：12.0％、cu：5.0％、 mg：0.8％、ni：0.4％、cr：0.006％。
8.作为优选，由下述重量份的原料组成：ai:50％、si：18％、cu：9.0％、 mg：1.8％、ni：1.2％、cr：0.02％。
9.作为优选，由下述重量份的原料组成：ai:40％、si：16％、cu：7.0％、 mg：1.4％、ni：0.8％、cr：0.009％。
10.作为优选，由下述重量份的原料组成：ai:32％、si：10.0％、cu：4.5％、 mg：0.5％、ni：0.3％、cr：0.005％。
11.一种高延伸率的铝合金材料的熔铸工艺，包括以下工作步骤：
12.第一步：按所需重量配比取ai、si、cu、mg并将其放入熔炼中进行高温熔炼；
13.第二步：向熔炼炉中加入所需重量配比的ni和cr，随后搅拌将熔炼炉中的原料搅拌均匀并进行二次高温熔炼；
14.第三步：将二次熔炼所得的物料进行精炼处理，精炼后进行扒渣处理；
15.第四步：对物料进行除气除渣均质处理并进行浇铸；
16.第五步：将浇铸所得的铝合金材料置于水中进行淬火，淬火温度为30℃
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50℃；
17.第六步：对淬火后的材料进行喷淋冷却处理，喷淋时长为20min-35min；
18.第七步：对冷却后的材料进行回火处理，回火时长为20h-24h,回火温度为200℃-280℃。
19.作为优选，所述第一步中的熔炼温度为700℃-780℃。
20.作为优选，所述第二步中的熔炼温度为700℃-780℃。
21.作为优选，所述第三步中的精炼处理的时长为40min-60min，温度为790℃
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810℃。
22.有益效果
23.本发明提供了一种高延伸率的铝合金材料及其熔铸工艺。具备以下有益效果：
24.(1)、该一种高延伸率的铝合金材料及其熔铸工艺，通过在原料中添加 ai、si、cu、mg、ni、cr，提高了材料整体的强度、可塑性以及延伸性，同时通过在后期对原料进行两次高温熔炼以确保原料充分混合且后期所制材料更加均匀以提高合金材料的整体质量，同时在后期对合金进行水中30℃-50℃的淬火处理以提高材料整体的硬度，从而从材料以及制备步骤两方面的把控提高铝合金材料整体的质量强度。
25.(2)、该一种高延伸率的铝合金材料及其熔铸工艺，通过将二次熔炼所得的物料进行时长为40min-60min，温度为790℃-810℃的精炼处理，在后期对原料进行两次高温熔炼以确保原料充分混合且后期所制材料更加均匀以提高合金材料的整体质量，同时在后期对合金进行水中30℃-50℃的淬火处理后对原料进行二次熔炼，随后进行精炼，以提高后期所制材料整体的纯度以及硬度。
26.(3)、该一种高延伸率的铝合金材料及其熔铸工艺，通过对物料进行精炼处理后对所得物料进行除气除渣均质处理，将二次熔炼所得的物料进行时长为40min-60min，温度为790℃-810℃的精炼处理，在后期对原料进行两次高温熔炼以确保原料充分混合且后期所制材料更加均匀以提高合金材料的整体质量，同时在后期对合金进行水中30℃-50℃的淬火处理后对原料进行二次熔炼，随后进行精炼，再经过上述除气除渣均质处理，从而可减少材料中所含的空气以及杂质量，以提高后期所得材料整体的质量。
27.(4)、该一种高延伸率的铝合金材料及其熔铸工艺，通过对物料进行除气除渣均质处理后对材料进行淬火、喷淋冷却以及回火处理，通过对物料进行精炼处理后对所得物料进行除气除渣均质处理，将二次熔炼所得的物料进行时长为40min-60min，温度为790℃-810℃的精炼处理，在后期对原料进行两次高温熔炼以确保原料充分混合且后期所制材料更加均匀以提高合金材料的整体质量，同时在后期对合金进行水中30℃-50℃的淬火处理后对原料进行二次熔炼，随后进行精炼，再经过上述除气除渣均质处理，从而可减少材料中所含的空气以及杂质量，随后对材料进行淬火、喷淋冷却以及回火处理，淬火可提高材料整体的硬度，而喷淋冷却可便于后期材料的回火操作，在对材料进行时长为20h-24h,温度为200℃-280℃的回火处理后，材料整体的热稳定性得到了有效提高。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例一：一种高延伸率的铝合金材料，包括以下重量份原料：ai:30％
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50％、si：8.0％-18％、cu：3.0％-9.0％、mg：0.3％-1.8％、ni：0.2％
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1.2％、cr：0.003％-0.02％。
30.其熔铸工艺包括以下工作步骤：包括以下工作步骤：
31.第一步：按所需重量配比取ai、si、cu、mg并将其放入熔炼中进行高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
32.第二步：向熔炼炉中加入所需重量配比的ni和cr，随后搅拌将熔炼炉中的原料搅拌均匀并进行二次高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
33.第三步：将二次熔炼所得的物料进行精炼处理40min-60min，精炼温度为 790℃-810℃，精炼后进行扒渣处理；
34.第四步：对物料进行除气除渣均质处理并进行浇铸；
35.第五步：将浇铸所得的铝合金材料置于水中进行淬火，淬火温度为30℃
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50℃；
36.第六步：对淬火后的材料进行喷淋冷却处理，喷淋时长为20min-35min；
37.第七步：对冷却后的材料进行回火处理，回火时长为20h-24h,回火温度为200℃-280℃。
38.实施例二：一种高延伸率的铝合金材料及，包括以下重量份原料： ai:30％、si：8.0％、cu：3.0％、mg：0.3％、ni：0.2％、cr：0.003％。
39.其熔铸工艺包括以下工作步骤：包括以下工作步骤：
40.第一步：按所需重量配比取ai、si、cu、mg并将其放入熔炼中进行高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
41.第二步：向熔炼炉中加入所需重量配比的ni和cr，随后搅拌将熔炼炉中的原料搅拌均匀并进行二次高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
42.第三步：将二次熔炼所得的物料进行精炼处理40min-60min，精炼温度为 790℃-810℃，精炼后进行扒渣处理；
43.第四步：对物料进行除气除渣均质处理并进行浇铸；
44.第五步：将浇铸所得的铝合金材料置于水中进行淬火，淬火温度为30℃
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50℃；
45.第六步：对淬火后的材料进行喷淋冷却处理，喷淋时长为20min-35min；
46.第七步：对冷却后的材料进行回火处理，回火时长为20h-24h,回火温度为200℃-280℃。
47.实施例三：一种高延伸率的铝合金材料及，包括以下重量份原料：ai:35％、si：12.0％、cu：5.0％、mg：0.8％、ni：0.4％、cr：0.006％。
48.其熔铸工艺包括以下工作步骤：包括以下工作步骤：
49.第一步：按所需重量配比取ai、si、cu、mg并将其放入熔炼中进行高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
50.第二步：向熔炼炉中加入所需重量配比的ni和cr，随后搅拌将熔炼炉中的原料搅拌均匀并进行二次高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
51.第三步：将二次熔炼所得的物料进行精炼处理40min-60min，精炼温度为 790℃-810℃，精炼后进行扒渣处理；
52.第四步：对物料进行除气除渣均质处理并进行浇铸；
53.第五步：将浇铸所得的铝合金材料置于水中进行淬火，淬火温度为30℃
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50℃；
54.第六步：对淬火后的材料进行喷淋冷却处理，喷淋时长为20min-35min；
55.第七步：对冷却后的材料进行回火处理，回火时长为20h-24h,回火温度为200℃-280℃。
56.实施例四：一种高延伸率的铝合金材料，包括以下重量份原料：ai:50％、 si：18％、cu：9.0％、mg：1.8％、ni：1.2％、cr：0.02％。
57.其熔铸工艺包括以下工作步骤：包括以下工作步骤：
58.第一步：按所需重量配比取ai、si、cu、mg并将其放入熔炼中进行高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
59.第二步：向熔炼炉中加入所需重量配比的ni和cr，随后搅拌将熔炼炉中的原料搅拌均匀并进行二次高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
60.第三步：将二次熔炼所得的物料进行精炼处理40min-60min，精炼温度为 790℃-810℃，精炼后进行扒渣处理；
61.第四步：对物料进行除气除渣均质处理并进行浇铸；
62.第五步：将浇铸所得的铝合金材料置于水中进行淬火，淬火温度为30℃
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50℃；
63.第六步：对淬火后的材料进行喷淋冷却处理，喷淋时长为20min-35min；
64.第七步：对冷却后的材料进行回火处理，回火时长为20h-24h,回火温度为200℃-280℃。
65.实施例五：一种高延伸率的铝合金材料，包括以下重量份原料：ai:40％、 si：16％、cu：7.0％、mg：1.4％、ni：0.8％、cr：0.009％。其熔铸工艺包括以下工作步骤：包括以下工作步骤：
66.第一步：按所需重量配比取ai、si、cu、mg并将其放入熔炼中进行高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
67.第二步：向熔炼炉中加入所需重量配比的ni和cr，随后搅拌将熔炼炉中的原料搅拌均匀并进行二次高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
68.第三步：将二次熔炼所得的物料进行精炼处理40min-60min，精炼温度为 790℃-810℃，精炼后进行扒渣处理；
69.第四步：对物料进行除气除渣均质处理并进行浇铸；
70.第五步：将浇铸所得的铝合金材料置于水中进行淬火，淬火温度为30℃
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50℃；
71.第六步：对淬火后的材料进行喷淋冷却处理，喷淋时长为20min-35min；
72.第七步：对冷却后的材料进行回火处理，回火时长为20h-24h,回火温度为200℃-280℃。
73.实施例六：一种高延伸率的铝合金材料，包括以下重量份原料：ai:32％、 si：10.0％、cu：4.5％、mg：0.5％、ni：0.3％、cr：0.005％。
74.其熔铸工艺包括以下工作步骤：包括以下工作步骤：
75.第一步：按所需重量配比取ai、si、cu、mg并将其放入熔炼中进行高温熔炼，熔炼温
度为700℃-780℃；
76.第二步：向熔炼炉中加入所需重量配比的ni和cr，随后搅拌将熔炼炉中的原料搅拌均匀并进行二次高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃；
77.第三步：将二次熔炼所得的物料进行精炼处理40min-60min，精炼温度为 790℃-810℃，精炼后进行扒渣处理；
78.第四步：对物料进行除气除渣均质处理并进行浇铸；
79.第五步：将浇铸所得的铝合金材料置于水中进行淬火，淬火温度为30℃
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50℃；
80.第六步：对淬火后的材料进行喷淋冷却处理，喷淋时长为20min-35min；
81.第七步：对冷却后的材料进行回火处理，回火时长为20h-24h,回火温度为200℃-280℃。
82.本发明的工作原理：按所需重量配比取ai、si、cu、mg并将其放入熔炼中进行高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃，向熔炼炉中加入所需重量配比的 ni和cr，随后搅拌将熔炼炉中的原料搅拌均匀并进行二次高温熔炼，熔炼温度为700℃-780℃，将二次熔炼所得的物料进行精炼处理40min-60min，精炼温度为790℃-810℃，精炼后进行扒渣处理，对物料进行除气除渣均质处理并进行浇铸，将浇铸所得的铝合金材料置于水中进行淬火，淬火温度为30℃
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50℃，对淬火后的材料进行喷淋冷却处理，喷淋时长为20min-35min，对冷却后的材料进行回火处理，回火时长为20h-24h,回火温度为200℃-280℃，随即可得到所需材料，原料中添加ai、si、cu、mg、ni、cr，提高了材料整体的强度、可塑性以及延伸性，同时通过在后期对原料进行两次高温熔炼以确保原料充分混合且后期所制材料更加均匀以提高合金材料的整体质量，同时在后期对合金进行水中30℃-50℃的淬火处理以提高材料整体的硬度，从而从材料以及制备步骤两方面的把控提高铝合金材料整体的质量强度，淬火处理后对原料进行二次熔炼，随后进行精炼，以提高后期所制材料整体的纯度以及硬度，对物料进行精炼处理后对所得物料进行除气除渣均质处理可减少材料中所含的空气以及杂质量，以提高后期所得材料整体的质量，随后对材料进行淬火、喷淋冷却以及回火处理，淬火可提高材料整体的硬度，而喷淋冷却可便于后期材料的回火操作，在对材料进行时长为20h-24h,温度为200℃
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280℃的回火处理后，材料整体的热稳定性得到了有效提高。
83.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。