[发明专利]铝合金材料、其制备方法、由其制备的零部件及工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及泵送设备的制备领域，具体而言，涉及一种铝合金材料、其制备方法、由其制备的零部件及工程机械。

背景技术

当前国家对高铁、地铁、桥梁等基础设施建设的投入不断加大，工程机械得到广泛的运用，其大型化成为发展趋势之一。而工程机械，如混凝土泵送设备、工程起重设备等在底盘承载能力以及国家相关车辆上路标准上均有诸多限制，该类设备的轻量化成为目前行业关注的技术难题。

以混凝土泵送设备为例，传统泵车零部件上使用的材料一般为钢或合金钢，重量偏重，有可能受到底盘承载能力及相关上路标准的限制。近年来，为了降低泵车的重量，出现采用6系或7系铝合金材料制作的料斗、管卡、支撑等零部件；采用复合材料制作输送管等零部件。

这些方案的提出虽然在一定程度上降低泵车的重量。但却依然存在较多问题，例如：

（1）6系铝合金强度比较低，无法满足应用要求；

（2）7系铝合金韧性较低，加工性能差，成本偏高，不适合于批量生产；

（3）现有复合材料抗冲击和剪切能力差，易碰伤和损坏，成本也偏高，很难大规模使用。

提供一种重量较轻、且具有较好综合力学性能材料以制备工程机械的零部件已经成为研发人员的一个新的研究课题。

发明内容

本发明旨在提供一种铝合金材料、其制备方法、由其制备的零部件及工程机械，以降低工程机械的重量。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铝合金材料，该铝合金材料以Al为基材，还包括按铝合金材料总量计0.1%～2%的稀土元素。

进一步地，上述铝合金材料以Al为基材，还包括按铝合金材料总量计0.1%～2%的稀土元素、0.6～0.8%的Si、0.8～0.9%的Mg、以及含量在0.1%以下的Fe。

进一步地，上述铝合金材料中稀土元素包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钪和钇中的至少一种；优选地，稀土元素为La，或La与其他稀土元素的组合；更优选地，所述稀土元素是La与其他稀土元素的组合时，该稀土元素中La的含量为80～100%

进一步地，上述铝合金材料中稀土元素是以Al-稀土元素合金为原料添加形成；优选地，所述Al-稀土元素合金中稀土的含量为2%～10%，特别优选5%～10%，更优选地，所述Al-稀土元素合金为Al-La合金或Al-Ce合金。

进一步地，上述铝合金材料中铝合金材料的抗拉强度≥320MPa，延伸率≥10%。

根据本发明的另一方面，提供了一种铝合金材料的制备方法，包括如下步骤：将稀土原料投入到熔融的铝材中，混合后冷却获得所述铝合金材料。

进一步地，上述制备方法包括以下步骤：将铝锭融化，形成熔融的铝材；将Al-稀土合金投入到所述熔融的铝材料中，得到混合金属熔液；搅拌所述混合金属熔液，冷却获得所述铝合金材料。

进一步地，上述制备方法搅拌混合金属熔液的步骤前还包括在所述混合金属熔液中加入精炼剂以及可选的晶粒细化剂，进行精炼的步骤，优选地，精炼剂的添加量相对混合金属熔液为1.5～2.5kg/t，更优选地精炼剂为气体精炼剂、氯盐精炼剂、复合精炼剂中的一种或多种；优选地，晶粒细化剂的添加量相对混合金属熔液为0～2kg/t，优选为1～2kg/t更优选地，所述晶粒细化剂为Al-Ti-B合金，优选地，所述Al-Ti-B合金中包括0.2～1%的B，4.5～5.5%的Ti和余量的Al。

进一步地，上述制备方法中精炼步骤的温度为720～800℃，时间为10～40min，优选地，所述精炼步骤的温度750～780℃.，时间为20～30min。

进一步地，上述制备方法中搅拌混合金属熔液步骤在精炼步骤中金属完全熔融后就开始进行搅拌。

根据本发明的第三方面，提供了一种零部件，该零部件由上述的铝合金材料制备而成。

根据本发明的第四方面，提供了一种工程机械，包括结构件和连接件，其中至少部分所述结构件和/或至少部分链接件由上述铝合金材料制备而成。

应用本发明的技术方案提供一种铝合金材料、其制备方法、由其制备的零部件及工程机械，具有以下优点：

（1）、本发明所提供的铝合金材料通过在铝合金熔炼时添加少量的稀土元素，获得了重量比普通钢结构材料减重50%以上的新材料。这种新材料既保证了一定的强度（抗拉强度≥320MPa），又具有良好的塑性（延伸率≥10%），同时焊接性能也能符合要求。

（2）本发明所提供的工艺简单、实用方便，适于大规模生产。