[发明专利]一种高强度硬铝合金

说明书

技术领域

    本发明涉及一种高强度硬铝合金。

背景技术

铝合金按照加工方法可以分为变性铝合金和铸造铝合金，变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金，后者可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，可分为硬铝、锻铝（LD+数字表示牌号）、超硬铝和特殊铝合金等。以7***为代号的Al-Zn-Mg-Cu系形变超高强铝合金，具有高的比强度和刚度，易加工，较好的耐腐蚀性能和较高的断裂韧性，其中7A04铝合金是超高强度铝合金中相对成熟、使用较久和较广的一种形变铝合金，该合金的缺点是组织稳定性不好，低频疲劳强度低，有应力腐蚀开裂倾向。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度硬铝合金。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的

一种高强度硬铝合金，含有以下的金属元素：硅0.5-1.5%、铁0.5-1.0%、铜2.5-6.5%、锰0.5-1.0%、镁2-4%、镍0.03-0.1%、锌0.1-0.5%、钛0.25-0.55%，铌0.22-0.52%、铬0.35-0.75%、铍0.005-0.01%以及余量的铝。

高强度硬铝合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将炉体加热到730～800℃，按比例将各原料进行熔炼，充分搅拌均匀后，经精炼、除渣、除气，在700～750℃静置保温20-50min后，作炉前取样分析、调整，以确保各元素含量在允许范围之内，在铸机中进行铸条，将铸条导入轧机，导入轧机的温度为500～550℃，导出温度为300～400℃，热轧过程中加热；

（2）、将铝合金条轧机上冷轧成不同大小的铝合金带；

（3）、将铝合金在500～550℃，2-10h的固溶热处理。

铁，能增加铝合金的尺寸稳定性和支撑性能，使其在高温下具有高强度、硬度，但过量的铁与铜形成Cu2FeA7组分而降低热处理效应所需的铜量；

硅，与铁结合，防止铁与铜结合降低合金的拉伸性能；

铜，能够提高铝合金的强度、硬度，但会降低延伸性；

镁能够提高铜铝合金的固熔热处理和淬火后合金的强度，使铝合金在室温下具有更高的强度和延展性能，但会降低拉伸强度。在含锌的铝合金中加入元素镁可以提高合金系的强度，因镁与锌形成MgZn。但会降低铝的总体抗腐蚀性能，可通过添加铜或铬来克服该缺点。

锰能增加铝合金的再结晶湿度，提高铝合金的加工性、浇铸性和焊接性能；

镍，在铝中的固溶度不超过0.04%，若大于0.04%，镍呈不溶性中间金属，且多与铁结合在一起，可提高纯铝的强度，但降低其延展性。

钛、铌元素能够细化晶粒，控制铸造原状加工用铸锭中的晶粒度和形状，

锰、铬、铍能控制产品的热力机械作用过程引起的晶粒度变化和形状改变，同时硼能用以沉淀钒、钛、铬、钼，从而提高合金的电导率。

本发明获得的合金是一种高强度硬铝，可进行高热处理强化，在退火和刚淬火状态塑性良好，可以进行淬火和时效处理，服饰稳定性良好，可以用于制作高复合的零件和构件，如飞机上的骨架零件，铆钉、压缩机叶片、圆盘、如容器等的焊接件。获得的铝合金在T6状态的抗拉强度为430-600MPa，伸长率为7-11%，屈服强度为400-600MPa。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

 实施例1

一种高强度硬铝合金，含有以下的金属元素：硅0.5%、铁0.5%、铜2.5%、锰0.5%、镁2%、镍0.03%、锌0.1%、钛0.25%，铌0.22%、铬0.35%、铍0.005%以及余量的铝。

高强度硬铝合金的制备方法，包括以下步骤：（1）、将炉体加热到730-750℃，按比例将各原料进行熔炼，充分搅拌均匀后，经精炼、除渣、除气，在700～700℃静置保温20min后，作炉前取样分析、调整，以确保各元素含量在允许范围之内，在铸机中进行铸条，将铸条导入轧机，导入轧机的温度为500-520℃，导出温度为300-320℃，热轧过程中加热；（2）、将铝合金条轧机上冷轧成不同大小的铝合金带；（3）、将铝合金在500～520℃，2-5h的固溶热处理。

获得的铝合金在T6状态的抗拉强度为580MPa，伸长率为11%，屈服强度为550MPa。

实施例2