[发明专利]一种可再生铝合金金属材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可再生铝合金金属材料，属于金属材料产品领域。

背景技术

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。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。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。

形变铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。 形变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祥云火炬金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

目前，铝合金材料的发展已经得到了长足的进步，一般而言，通过控制合金组成可获得较高的耐磨性，但是存在对其他性质的取舍，因此，金属品质难以得到完美的集合，增强了合金的耐火性的同时可以保证合金具有高品质的材料及制备方法，是本领域技术人员急需要研究的课题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种可再生铝合金金属材料，具有高抗磨、高抗冲击、强韧性和耐火的特性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可再生铝合金金属材料，其创新点在于：包括以下配料成分的质量百分比为：废钢碳钢20-40％，废钢合金钢20-35％，13-15％Mn-Fe，0.31-0.5％Mo-Fe，0.55-1.8％Al和稀土元素余量。

进一步的，包括以下配料成分的质量百分比为：废钢碳钢30％，废钢合金钢25％，15％Mn-Fe，0.45％Mo-Fe，0.66％Al，余量稀土元素。

本发明的另一个目的是提供一种可再生铝合金金属材料的制备方法，主要为铸造熔炼步骤，其创新点在于：所述铸造熔炼步骤具体为：

（1）先加入废钢碳钢20-40％，废钢合金钢20-35％，13-15％Mn-Fe，0.31-0.5％Mo-Fe，0.55-1.8％Al配料，装料，然后控制温度为1000-1250℃时熔清，按照常规工艺进行炼渣底渣脱磷脱硫、扒渣；

（2）化验，炼渣，控制C、Al、Mn三个主要元素的的质量百分数总数为5～10%；

（3）化验，加入余量稀土元素，提温出钢温度控制在1600℃，在包内冲入高效稀土变质剂进行孕育处理，保温1分钟，扒渣，铁水浇铸温度控制在1100℃，浇铸结束之后，控制铸件出炉至入水的时间为1～3s。

进一步的，所述步骤（3）中的Al材料的加入量为0.66%。

进一步的，所述步骤（3）中的控制铸件出炉至入水的时间为2s。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明达到了预期的设计目的，材料成分的改进，确保产品的合格率＞97％，熔炼中大大减少了铸造裂纹和热处理裂纹出现的几率，铸件精度高，铸件的特有的有效温度的选择和处理步骤的先后顺序有效的增加铸件高抗磨、高抗冲击、强韧性，从而提高铝合金本身的使用寿命。

（2）本发明中，在主体金属中混合和分散可以以有效的方式在液态中在惰性气氛诸如真空炉中进行，以最小化耐火材颗粒中反应元素的氧化，液体金属浆的流动性足以产生一系列金属材料铸件，其具有特定的耐磨性、断裂韧性和耐腐蚀性，适合大范围的运行中的操作条件。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。

实施例1

一种可再生铝合金金属材料，包括以下配料成分的质量百分比为：废钢碳钢20％，废钢合金钢20％，13％Mn-Fe，0.31％Mo-Fe，0.55％Al和稀土元素余量。

以上可再生铝合金金属材料的制备方法，主要为铸造熔炼步骤，铸造熔炼步骤具体为：

（1）先加入废钢碳钢20％，废钢合金钢20％，13％Mn-Fe，0.31％Mo-Fe，0.55％Al配料，装料，然后控制温度为1000-1250℃时熔清，按照常规工艺进行炼渣底渣脱磷脱硫、扒渣；

（2）化验，炼渣，控制C、Al、Mn三个主要元素的的质量百分数总数为5%；