[发明专利]铝镁合金铸锭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝镁合金铸锭及其制备方法，铸锭原料中包括如下质量百分数的元素：Mg：3‑10％、Li：1‑3％、Ni：0.05‑0.3％、Sn：0.01‑0.1％、Be：0.01‑0.1％、Ti：0.001‑0.01％、Cr：0.001‑0.01％，Li以Al‑Li合金或Mg‑Li合金形式加入，Ti以Ni‑Ti合金形式加入，Cr以Ni‑Cr合金形式加入，原料中还包括质量百分数为0.005‑0.01％的碳纤维粉，不超过0.03％的杂质，余量为金属Al。制备方法包括熔炼、精炼、铸造以及后处理。本发明的铝镁合金铸锭强度高，耐磨性、耐腐蚀、耐疲劳性好，耐高温和机械性能佳，有广阔的使用前景。

技术领域

本发明涉及合金领域。更具体地说，本发明涉及铝镁合金铸锭及其制备方法。

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。但铝合金也有易出现加工缺陷，高温强度和塑性低，韧性差，硬度低，不耐磨，不耐冲击，热传导系数较大，热变形大，热稳定性差等缺点。

铝镁合金主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。以Mg为主要添加元素的铝合金，由于它抗蚀性好，又称防锈铝合金。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。密度小，比强度高，散热性能好，弹性模量小，刚性好，长期使用不易变形，抗震力强，抗电磁干扰、电磁屏蔽性好等优点，但不够坚固耐磨，且易产生加工缺陷，因此亟需寻找一种强度高，耐磨性、耐高温性能良好的铝镁合金铸锭及其制备方法。

发明内容

本发明的一个目的是解决上述问题，并提供后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种铝镁合金铸锭，控制原料配比制得的铝镁合金铸锭强度高，耐磨性、耐腐蚀、耐疲劳性好，有广阔的使用前景。

本发明还有一个目的是提供一种铝镁合金铸锭的制备方法，制备方法包括熔炼、精炼、铸造以及后处理步骤，通过控制原料配比，在原料中加入碳纤维粉，且熔炼过程中将纯金属、合金和碳纤维粉分两批加入，最终制备得到的铸锭成品强度高，耐磨性、耐高温、耐腐蚀和耐疲劳性好。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种铝镁合金铸锭，原料中包括如下质量百分数的元素：Mg：3-10％、Li：1-3％、Ni：0.05-0.3％、Sn：0.01-0.1％、Be：0.01-0.1％、Ti：0.001-0.01％、Cr：0.001-0.01％，各元素以工业用纯金属或合金的形式加入，其中元素Li以Al-Li合金或Mg-Li合金的形式加入，元素Ti以Ni-Ti合金的形式加入，元素Cr以Ni-Cr合金的形式加入，原料中还包括质量百分数为0.005-0.01％的碳纤维粉，质量百分数不超过0.03％的不可避免的杂质，余量为金属Al。控制原料中碳纤维粉的质量百分数为0.005-0.01％，碳纤维粉能较好的与其他配比的原料互溶，制备的铸锭不易产生缺陷，从而提高铸锭的耐磨性。

优选的，所述碳纤维粉的细度为30～100目。更优选为30～50目。碳纤维粉的细度过大或过小会影响铸锭制备过程中碳纤维与其他原料的互溶性，不利于铸锭的耐磨性。

优选的，包括：

第一锭层，其位于底层；

第二锭层，其位于所述第一锭层上方；以及

封端层，其覆盖于所述第二锭层上方；

其中，所述第一锭层与第二锭层的质量比为1:3～5，第一锭层与封端层的质量比为4～6:1；