CN117089748B - 一种高延伸率铝合金材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高延伸率铝合金材料的制备方法。本发明以适量的Mg、Si、Zn、Mn等元素保证了铝合金必要的强度使用需求。并向本发明的铝合金体系中添加Nb和Ta以提高铝合金材料的延伸率，而同时添加上述两种元素时，对于延伸率的性能提高更为明显，另外，选用液氮对本发明的铝合金进行深冷处理可进一步提高其延伸率。为了促进资源的回收利用，可以选用再生铝制备本发明的铝合金材料。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金领域，具体涉及一种高延伸率铝合金材料的制备方法。
背景技术
铝元素属于活泼金属，向铝中添加适量的Cu、Mn、Si、Mg等合金元素可以改变铝的组织结构，是提高其强度的有效途径，由于这些合金元素的强化作用，使铝合金既提高了强度又保持了纯铝的优良特性。
延伸率是指试样拉伸断裂后标距段的总变形与原标距长度之比，该指标可用于衡量材料的塑形性能。随着国民经济的发展，在机械、门窗、护栏等部件铸造上，需要使用高延伸率的铝合金材料。基于此，迫切地需要设计一种延伸率高的铝合金材料。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种高延伸率铝合金材料的制备方法。
本发明提供了一种高延伸率铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
以100重量份Al计算，取3-4重量份Mg、2.5-2.9重量份Si、1.2-1.5重量份Mn、2.5-2.8重量份Zn、1.2-4.6重量份Nb和3.6-4.2重量份Ta放入电阻炉中，加热熔融并保温2-2.5h，保温过程中以350-380r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于520-550℃下均匀化退火5-6h，再放入电阻炉中于500-510℃下固溶处理10-12h，自然时效72-75h，得到铝合金材料。
优选地，所述Nb为2.5重量份。
优选地，所述Ta为3.8重量份。
优选地，所述固溶处理的时间约12h。
优选地，所述自然时效的处理时间为72h。
优选地，所述Al为再生铝。
本发明以适量的Mg、Si、Zn、Mn等元素保证了铝合金必要的强度使用需求。并向本发明的铝合金体系中添加Nb和Ta以提高铝合金材料的延伸率，而同时添加上述两种元素时，对于延伸率的性能提高更为明显，另外，选用液氮对本发明的铝合金进行深冷处理可进一步提高其延伸率。为了促进资源的回收利用，可以选用再生铝制备本发明的铝合金材料。
具体实施方式
下面通过具体实施例来验证本发明的技术效果，但是本发明的实施方式不局限于此。
实施例1
取100重量份Al、3重量份Mg、2.5重量份Si、1.2重量份Mn、2.5重量份Zn、1.2重量份Nb和3.6重量份Ta放入电阻炉中，加热熔融并保温2h，保温过程中以350r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于550℃下均匀化退火5h，再放入电阻炉中于500℃下固溶处理10h，自然时效72h，得到铝合金材料。
实施例2
取100重量份Al、3重量份Mg、2.5重量份Si、1.2重量份Mn、2.5重量份Zn、2.5重量份Nb和3.8重量份Ta放入电阻炉中，加热熔融并保温2h，保温过程中以350r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于550℃下均匀化退火5h，再放入电阻炉中于500℃下固溶处理10h，自然时效72h，得到铝合金材料。
实施例3
取100重量份Al、3重量份Mg、2.5重量份Si、1.2重量份Mn、2.5重量份Zn、3.0重量份Nb和3.5重量份Ta放入电阻炉中，加热熔融并保温2h，保温过程中以350r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于550℃下均匀化退火5h，再放入电阻炉中于500℃下固溶处理10h，自然时效72h，得到铝合金材料。
实施例4
取100重量份Al、3重量份Mg、2.5重量份Si、1.2重量份Mn、2.5重量份Zn、4.6重量份Nb和4.2重量份Ta放入电阻炉中，加热熔融并保温2h，保温过程中以350r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于550℃下均匀化退火5h，再放入电阻炉中于500℃下固溶处理10h，自然时效72h，得到铝合金材料。
实施例5
取100重量份Al、3重量份Mg、2.5重量份Si、1.2重量份Mn、2.5重量份Zn、2.5重量份Nb和3.8重量份Ta放入电阻炉中，加热熔融并保温2h，保温过程中以350r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于550℃下均匀化退火5h，再放入电阻炉中于500℃下固溶处理10h，自然时效72h，得到铝合金材料，最后将铝合金浸泡在-196℃的液氮中进行深冷处理，处理90min分钟后取出。
对比例1
取100重量份Al、3重量份Mg、2.5重量份Si、1.2重量份Mn、2.5重量份Zn、6.3重量份Nb放入电阻炉中，加热熔融并保温2h，保温过程中以350r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于550℃下均匀化退火5h，再放入电阻炉中于500℃下固溶处理10h，自然时效72h，得到铝合金材料。
对比例2
取100重量份Al、3重量份Mg、2.5重量份Si、1.2重量份Mn、2.5重量份Zn、6.3重量份Ta放入电阻炉中，加热熔融并保温2h，保温过程中以350r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于550℃下均匀化退火5h，再放入电阻炉中于500℃下固溶处理10h，自然时效72h，得到铝合金材料。
对比例3
取100重量份Al、3重量份Mg、2.5重量份Si、1.2重量份Mn、2.5重量份Zn放入电阻炉中，加热熔融并保温2h，保温过程中以350r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于550℃下均匀化退火5h，再放入电阻炉中于500℃下固溶处理10h，自然时效72h，得到铝合金材料。
以下，对实施例1-5和对比例1-3中铝合金的延伸率进行评价，评价过程采用板状的铝合金试样，试样厚度为3mm，宽度为5mm，长度为40mm。试验结果如表1所示。
表1
| 编号 | 延伸率/% |
| 实施例1 | 15.6 |
| 实施例2 | 23.1 |
| 实施例3 | 19.2 |
| 实施例4 | 18.9 |
| 实施例5 | 26.0 |
| 对比例1 | 16.1 |
| 对比例2 | 14.4 |
| 对比例3 | 7.1 |
从表1可以看到，向本发明的铝合金体系中添加Nb和Ta有利于提高铝合金材料的延伸率，而同时添加两种元素时，对于延伸率的性能提高更为明显，另外，选用液氮对本发明的铝合金进行深冷处理可进一步提高其延伸率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高延伸率铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
以100重量份Al计算，取3-4重量份Mg、2.5-2.9重量份Si、1.2-1.5重量份Mn、2.5-2.8重量份Zn、1.2-4.6重量份Nb和3.6-4.2重量份Ta放入电阻炉中，加热熔融并保温2-2.5h，保温过程中以350-380r/min的速度进行电磁搅拌；而后通过陶瓷过滤网进行过滤浇铸后于520-550℃下均匀化退火5-6h，再放入电阻炉中于500-510℃下固溶处理10-12h，自然时效72-75h，得到铝合金材料。
2.一种如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Nb为2.5重量份。
3.一种如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ta为3.8重量份。
4.一种如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固溶处理的时间约12h。
5.一种如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述自然时效的处理时间为72h。
6.一种如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Al为再生铝。
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