[发明专利]一种纳米级碳化硅铝合金棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米级碳化硅铝合金棒的制备方法发及根据该方法制备的纳米级碳化硅铝合金棒。

背景技术

纳米级碳化硅是一种通过一定的技术条件，在普通碳化硅材料的基础上制备而出的一种纳米材料。纳米级碳化硅具有纯度高，粒径小，分布均匀，比表面积大，高表面活性，松装密度低，极好的力学，热学，电学和化学性能，即具有高硬度，高耐磨性和良好的自润滑，高热传导率，低热膨胀系数及高温强度大等特点。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

但是在铝合金的生产过程中需要再通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能才能应用到铝合金焊接中，如果能够提供了一种不需要再通过淬火和时效等热处理手段来提高其机械性能就能应用到铝合金焊接技术中的铝合金材料，将极大的提高生产效率，进一步节约生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度轻质纳米级碳化硅铝合金棒的制备方法，使制备的纳米级碳化硅铝合金棒不仅具有现有铝合金材料的质量轻、塑性好、抗蚀性好的特性，同时还不需要再通过淬火和时效等热处理手段来提高其机械性能即可应用到铝合金焊接技术中，由此提高了生产效率，节约了生产成本，完成可焊接的新型合金铝合金材料。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纳米级碳化硅铝合金棒的制备方法，包括以下步骤：

1)按照重量比例称取占总重量2-3％的纳米级碳化硅，占总重量0.4-0.8％的镁，占总重量0.05-0.3％的锌，占总重量0.05-0.25％的锰，占总重量0.05-0.1％的镍，占总重量0.02-0.1％的铁，占总重量95.45-97.43％的铝；

2)将所述铝锭置入工频熔炼保温炉中进行熔炼，熔炼温度为：730-770℃，熔炼时间为20-30分钟，并在550℃的温度保温5-10分钟，得到铝液；

3)将所述纳米级碳化硅、锌锭、铁锭、锰锭及镍锭添加到所述铝液表面，并将所述工频熔炼保温炉的温度升到到750℃左右，开启电炉振动装置使合金液体充分混合15-20分钟；

4)将镁锭添加到步骤3)所述的合金液体中，随后向所述工频熔炼保温炉中充入总量为0.01MPa-0.02MPa的惰性气体，并且精炼10-15分钟；

5)对精炼合金液采样，并对其成分进行分析；

6)将成分分析后确定其化学成分在规定的范围之内的所述精炼合金液铸造为铝合金铸棒。

7)对所述铝合金棒进行剥皮处理，然后采用挤压机挤压剥皮处理后的铝合金棒。

8)对挤压完成的合金棒进行探伤，然后包装入库。

进一步地，所述纳米级碳化硅粒径优选为700nm-900nm。

进一步地，步骤4)所述惰性气体优选为氮气。

进一步地，步骤5)采用光谱仪分析所述精炼合金液的化学成分。

进一步地，步骤6)采用连续铸造的方式铸造所述铝合金铸棒。

进一步地，步骤6)铸造的铝合金铸棒直径优选为10mm-150mm。

进一步地，步骤7)所述挤压机优选为1200吨的单动挤压机。

进一步地，步骤5)采用超声波探伤。

根据上述纳米级碳化硅铝合金棒的制备方法制备的纳米级碳化硅铝合金棒，由以下组分组成：纳米级碳化硅占总重量的2-3％，镁占总重量的0.4-0.8％，锌占总重量的0.05-0.3％，锰占总重量的0.05-0.25％，镍占总重量的0.05-0.1％，铁占总重量的0.02-0.1％不可避免的杂质总和占总重量的≤0.2％，余量为铝。

本发明利用纳米碳化硅材料的纯度高，粒径小，分布均匀，比表面积大，高表面活性，松装密度低，极好的力学、热学、电学和化学性能等特点，通过在以铝为基础的合金材料中添加纳米碳化硅材料，得到一种新型的纳米级碳化硅铝合金材料。这种纳米级碳化硅合金材料不仅具有现有铝合金材料的质量轻、塑性好、抗蚀性好的特性，同时还不需要再通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能；由此提高生产效率节约生产成本，完成可焊接的新型合金铝合金材料。

附图说明

图1为本发明提供的纳米级碳化硅铝合金棒的制备方法流程图。

具体实施方式