一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺的制作方法

1.本发明涉及铝合金铸造领域，具体为一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺。


背景技术：

2.高铬铝合金是一种优异的耐磨、耐热和耐蚀轻合金材料，具有潜在的工业应用价值。
3.铝合金因其强度高，成形质量好，受到了工业界的广泛使用，在铝合金的热成形加工工艺中，铝合金经过高温热压以及冷却淬火后可以得到高强度的铝合金，而在这一过程中，其耐腐蚀性能普遍不佳，容易因酸雨和烟雾等环境因素造成其表面或是内部发生腐蚀现象，其次，传统合金的脆性大，影响了铝合金的整体性能，从而降低了该铝合金的实用性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决上述问题，提供一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐腐蚀强度高的铝铬合金，包括主料和辅料，主料的组成重量份为铝50-60份、铬15-20份；辅料的组成重量份为锰8-14份；锌5-7份，镍4-5份、锆0.2-0.5份、锶0.1-0.3份、钇0.3-0.6份、铒0.1-0.4份。
6.一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺，包括以下步骤：
7.步骤1：将原料进行筛分，主料的粒度为50μm-170μm，辅料的粒度为75μ-150μm，所有原料纯度在99.5wt％以上；
8.步骤2：按比例将主料放入混料机中，以30-50r/min的转速搅拌3-5h，得到混合物a；
9.步骤3：将混合物a分批次加入到熔炼炉中进行加热熔化，得到金属液b；
10.步骤4：以200-400r/min的转速对金属液b搅拌，随后静置，再用六氯乙烷和打渣剂进行除气除渣；
11.步骤5：将辅料加入至金属液b中使其完全融化，搅拌，静置，得到熔体c；
12.步骤6：待熔体c达到半固状态时通过热顶式铸造机进行成型铸造；
13.步骤7：将铸造件进行淬火，淬火加热温度为530-610℃，淬火转移时间≤22-30s，淬火后停放时间为3-5h；
14.步骤8：淬火完毕后，将铸造件置于时效炉内，进行时效处理，完成后得铝铬合金。
15.优选地，所述步骤4中搅拌时长为10-20min，静置时间为5-15min。
16.通过采用上述技术方案：使得原料能够充分融合，提高了铝合金品质。
17.优选地，步骤6中铸造压力为53-70mpa，冷却水水压控制在0.05-0.1mpa，铝合金熔液的温度保持在730-740℃。
18.通过采用上述技术方案：确保了铸造的能够正常操作，避免温度过低导致铸造费劲，温度过高而铸造不易成型。
19.优选地，所述步骤1中的熔化温度为800-950℃，所述步骤5中融化温度为740-820℃。
20.通过采用上述技术方案：使得原料可快速融化，确保了加工效率以及效果。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在铸造的过程中加入了锰、镍、锌、锆、锶、钇、铒元素的协同作用，可对铝合金组织起到变质和细化作用，从而获得致密度高铝铬合金；锶添加到铝铬合金中能起到变质的效果，能有效地细化合金中的共晶硅及初晶硅，提高合金的机械性能；钇、锆、镍和锌协同配合能够起到对铝合金的保护作用，其中钇、锆和镍可铝合金表面能形成连续致密的保护性氧化膜，可阻碍氧、硫的扩散浸入，使铝合金的耐腐蚀性能得到提升，并且锌能使铝合金的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力，同时锌也能大幅度提高合金的耐腐蚀性；铒的加入可显著细化合金铸态晶粒，能够在一定程度上抑制结晶，提高合金的热稳定性，与此同时还可以提高不同热处理状态下的合金的拉伸强度与硬度；锰的加入一方面有利于合金的抗蚀性，另一方面还能使合金强度得到有效提高，本发明通过增加铝合金中各金属的配比，来使得铝铬合金具有良好的耐腐蚀、强度高、韧性好和导热性等性能，进而也提高了铝铬合金的实用性；
具体实施方式
22.实施例1：
23.一种耐腐蚀强度高的铝铬合金，包括主料和辅料，主料的组成重量份为铝50份、铬15份；辅料的组成重量份为锰8份；锌5份，镍4份、锆0.2份、锶0.1份、钇0.3份、铒0.1份。
24.一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺，包括以下步骤：
25.步骤1：将原料进行筛分，主料的粒度为50μmμm，辅料的粒度为75μμm，所有原料纯度在99.5wt％以上；
26.步骤2：按比例将主料放入混料机中，以30r/min的转速搅拌5h，得到混合物a；
27.步骤3：将混合物a分批次加入到熔炼炉中进行加热熔化，得到金属液b；
28.步骤4：以200r/min的转速对金属液b搅拌，随后静置，再用六氯乙烷和打渣剂进行除气除渣；
29.步骤5：将辅料加入至金属液b中使其完全融化，搅拌，静置，得到熔体c；
30.步骤6：待熔体c达到半固状态时通过热顶式铸造机进行成型铸造；
31.步骤7：将铸造件进行淬火，淬火加热温度为530℃，淬火转移时间≤22s，淬火后停放时间为3h；
32.步骤8：淬火完毕后，将铸造件置于时效炉内，进行时效处理，完成后得铝铬合金。
33.优选地，所述步骤4中搅拌时长为10min，静置时间为5min。
34.通过采用上述技术方案：使得原料能够充分融合，提高了铝合金品质。
35.优选地，步骤6中铸造压力为53mpa，冷却水水压控制在0.05mpa，铝合金熔液的温度保持在730℃。
36.通过采用上述技术方案：确保了铸造的能够正常操作，避免温度过低导致铸造费劲，温度过高而铸造不易成型。
37.优选地，所述步骤1中的熔化温度为800℃，所述步骤5中融化温度为740℃。
38.通过采用上述技术方案：使得原料可快速融化，确保了加工效率以及效果。
39.采用上述方法所获得的铝铬合金成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为312mpa，屈服强度为217mpa，延伸率为11.32％
40.实施例2：
41.一种耐腐蚀强度高的铝铬合金，包括主料和辅料，主料的组成重量份为铝55份、铬17.5份；辅料的组成重量份为锰11份；锌6份，镍4.5份、锆0.35份、锶0.2份、钇0.45份、铒0.25份。
42.一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺，包括以下步骤：
43.步骤1：将原料进行筛分，主料的粒度为110μm，辅料的粒度为120μm，所有原料纯度在99.5wt％以上；
44.步骤2：按比例将主料放入混料机中，以40r/min的转速搅拌4h，得到混合物a；
45.步骤3：将混合物a分批次加入到熔炼炉中进行加热熔化，得到金属液b；
46.步骤4：以300r/min的转速对金属液b搅拌，随后静置，再用六氯乙烷和打渣剂进行除气除渣；
47.步骤5：将辅料加入至金属液b中使其完全融化，搅拌，静置，得到熔体c；
48.步骤6：待熔体c达到半固状态时通过热顶式铸造机进行成型铸造；
49.步骤7：将铸造件进行淬火，淬火加热温度为570℃，淬火转移时间≤26s，淬火后停放时间为5h；
50.步骤8：淬火完毕后，将铸造件置于时效炉内，进行时效处理，完成后得铝铬合金。
51.优选地，所述步骤4中搅拌时长为15min，静置时间为10min。
52.通过采用上述技术方案：使得原料能够充分融合，提高了铝合金品质。
53.优选地，步骤6中铸造压力为57mpa，冷却水水压控制在0.08mpa，铝合金熔液的温度保持在735℃。
54.通过采用上述技术方案：确保了铸造的能够正常操作，避免温度过低导致铸造费劲，温度过高而铸造不易成型。
55.优选地，所述步骤1中的熔化温度为900℃，所述步骤5中融化温度为780℃。
56.通过采用上述技术方案：使得原料可快速融化，确保了加工效率以及效果。
57.采用上述方法所获得的铝铬合金成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为341mpa，屈服强度为243mpa，延伸率为13.46％。
58.实施例3：
59.一种耐腐蚀强度高的铝铬合金，包括主料和辅料，主料的组成重量份为铝60份、铬20份；辅料的组成重量份为锰4份；锌7份，镍5份、锆0.5份、锶0.3份、钇0.6份、铒0.4份。
60.一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺，包括以下步骤：
61.步骤1：将原料进行筛分，主料的粒度为170μm，辅料的粒度为150μm，所有原料纯度在99.5wt％以上；
62.步骤2：按比例将主料放入混料机中，以50r/min的转速搅拌3h，得到混合物a；
63.步骤3：将混合物a分批次加入到熔炼炉中进行加热熔化，得到金属液b；
64.步骤4：以400r/min的转速对金属液b搅拌，随后静置，再用六氯乙烷和打渣剂进行除气除渣；
65.步骤5：将辅料加入至金属液b中使其完全融化，搅拌，静置，得到熔体c；
66.步骤6：待熔体c达到半固状态时通过热顶式铸造机进行成型铸造；
67.步骤7：将铸造件进行淬火，淬火加热温度为610℃，淬火转移时间≤30s，淬火后停放时间为5h；
68.步骤8：淬火完毕后，将铸造件置于时效炉内，进行时效处理，完成后得铝铬合金。
69.优选地，所述步骤4中搅拌时长为20min，静置时间为15min。
70.通过采用上述技术方案：使得原料能够充分融合，提高了铝合金品质。
71.优选地，步骤6中铸造压力为53-70mpa，冷却水水压控制在0.1mpa，铝合金熔液的温度保持在740℃。
72.通过采用上述技术方案：确保了铸造的能够正常操作，避免温度过低导致铸造费劲，温度过高而铸造不易成型。
73.优选地，所述步骤1中的熔化温度为950℃，所述步骤5中融化温度为820℃。
74.通过采用上述技术方案：使得原料可快速融化，确保了加工效率以及效果。
75.采用上述方法所获得的铝铬合金成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为384mpa，屈服强度为297mpa，延伸率为16.03％。
76.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

技术特征：
1.一种耐腐蚀强度高的铝铬合金，包括主料和辅料，其特征在于：主料的组成重量份为铝50-60份、铬15-20份；辅料的组成重量份为锰8-14份；锌5-7份，镍4-5份、锆0.2-0.5份、锶0.1-0.3份、钇0.3-0.6份、铒0.1-0.4份。2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将原料进行筛分，主料的粒度为50μm-170μm，辅料的粒度为75μ-150μm，所有原料纯度在99.5wt％以上；步骤2：按比例将主料放入混料机中，以30-50r/min的转速搅拌3-5h，得到混合物a；步骤3：将混合物a分批次加入到熔炼炉中进行加热熔化，得到金属液b；步骤4：以200-400r/min的转速对金属液b搅拌，随后静置，再用六氯乙烷和打渣剂进行除气除渣；步骤5：将辅料加入至金属液b中使其完全融化，搅拌，静置，得到熔体c；步骤6：待熔体c达到半固状态时通过热顶式铸造机进行成型铸造；步骤7：将铸造件进行淬火，淬火加热温度为530-610℃，淬火转移时间≤22-30s，淬火后停放时间为3-5h；步骤8：淬火完毕后，将铸造件置于时效炉内，进行时效处理，完成后得铝铬合金。3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺，其特征在于：所述步骤4中搅拌时长为10-20min，静置时间为5-15min。4.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺，其特征在于：步骤6中铸造压力为53-70mpa，冷却水水压控制在0.05-0.1mpa，铝合金熔液的温度保持在730-740℃。5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺，其特征在于：所述步骤1中的熔化温度为800-950℃，所述步骤5中融化温度为740-820℃。

技术总结
本发明公开了一种耐腐蚀强度高的铝铬合金制备工艺，涉及铝合金铸造领域，本发明包括主料和辅料，主料的组成重量份为铝50-60份、铬15-20份；辅料的组成重量份为锰8-14份；锌5-7份，镍4-5份、锆0.2-0.5份、锶0.1-0.3份、钇0.3-0.6份、铒0.1-0.4份,本发明在铸造的过程中加入了锰、镍、锌、锆、锶、钇、铒元素的协同作用，可对铝合金组织起到变质和细化作用，从而获得致密度高铝铬合金,通过增加铝合金中各金属的配比，来使得铝铬合金具有良好的耐腐蚀、强度高、韧性好和导热性等性能，进而也提高了铝铬合金的实用性。的实用性。


技术研发人员：郭海涛
受保护的技术使用者：江西科嵘合金材料有限公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/3/8