[发明专利]铝镁硅钪锆合金丝、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种铝镁硅钪锆合金丝、其制备方法及应用。该制备方法包括：将铝锭熔化，得到铝熔融液，并经第一精炼处理、第二精炼处理及晶粒细化处理，以使第二精炼铝液包括Mg元素4.5～6％、Si元素0.2～0.5％、Fe元素0.15～0.4％、Cu元素0.05～0.15％、Ti元素0.1～0.2％、Mn元素0.05～0.2％、Sc元素0.05～0.2％、Zr元素0.05～0.6％，余量为Al元素；然后依次进行在线除气、除渣、浇铸、轧制、退火、拉拔及退火处理，得到铝镁硅钪锆合金丝。上述铝镁硅钪锆合金丝具备制备成本低、抗拉强度高和伸长率高等优点。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，具体而言，涉及一种铝镁硅钪锆合金丝、其制备方法及应用。

背景技术

高速列车的铝合金车体是以大型扁宽薄壁铝合金型材作为骨架的焊接结构件，焊接可减少40％的车辆制造工作量，从而降低车辆制造成本。开发高性能铝型材配用焊丝是铝型材焊接的保证。目前，轨道交通用高性能铝镁硅合金焊丝主要依靠进口，因此，开发新型铝镁硅合金焊丝制备工艺，不断提高国产铝焊丝的质量，成为当前铝型材配用焊丝研发的重点工作。

目前进口的铝合金焊丝中，通用性较好的ER5356焊丝是为5xxx系列合金而设计，在不超过276MPa的抗拉强度条件下使用的通用型填充材料，阳极化处理后具有良好的颜色配比性。铝镁硅合金焊丝是为6xxx系变形铝合金而设计，具有较好的热变形性能，可热处理强化，具有一定的抗拉强度和断后延伸率。国内现有变形铝合金牌号生产的铝镁硅系合金焊丝存在产品性能不稳定，抗拉强度及断后延伸率不能完全满足使用要求的问题。

现有文献(授权公告号CN106048272)提供了一种铝镁硅钪合金丝的制备方法，该制备方法包括通过向铝液中加入硅剂、钪剂、镁剂，再经精炼、静置、在线晶粒细化处理、烧铸、轧制、拉拔等过程，最终获得直径为0.15～0.4mm铝合金丝，合金丝需要经过6～15小时人工时效。但是钪价格昂贵，添加钪元素必将导致铝合金材料的制造成本增加。若能找到合适的合金元素完全或部分替代钪元素加入到铝合金中，仍能使铝合金获得细化、强化效果，有望开发出更为经济的铝合金制品，拓展含钪铝合金的应用范围。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种铝镁硅钪锆合金丝、其制备方法及应用，以解决现有的铝硅钪合金的性能较好，但成本较高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铝镁硅钪锆合金丝的制备方法，该制备方法包括：将铝锭熔化，得到铝熔融液；使铝熔融液与第一精炼剂进行第一精炼处理，得到第一精炼铝液；将第一精炼铝液与镁剂、硅剂、钪剂、锆剂及第二精炼剂进行第二精炼处理，得到第二精炼铝液；对第二精炼铝液进行晶粒细化处理，以使第二精炼铝液包括Mg元素4.5～6％、Si元素0.2～0.5％、Fe元素0.15～0.4％、Cu元素0.05～0.15％、Ti元素0.1～0.2％、Mn元素0.05～0.2％、Sc元素0.05～0.2％、Zr元素0.05～0.6％，余量为Al元素；使经过晶粒细化处理过程得到的铝液依次进行在线除气、除渣、浇铸、轧制、退火、拉拔及退火处理，得到铝镁硅钪锆合金丝。

进一步地，晶粒细化处理过程中，Sc元素与Zr元素的重量比为1:(1～3)。

进一步地，在进行退火处理过程之后，制备方法还包括将退火处理得到的铝镁硅钪锆合金丝半成品进行固溶强化处理，得到铝镁硅钪锆合金丝。

进一步地，固溶强化处理的固溶温度为455～520℃，固溶时间为1～3h。

进一步地，铝锭中铝元素的纯度≥99.0wt％；优选地，镁剂选自镁锭、铝镁中间合金和铝镁硅中间合金组成的组中的一种或多种；优选地，硅剂选自铝硅中间合金、纯硅锭和铝硅镁中间合金组成的组中的一种或多种；优选地，钪剂为铝钪中间合金；优选地，锆剂选自铝锆中间合金、纯锆和铝硅锆中间合金组成的组中的一种或多种。