[发明专利]铝合金组合物及其制造方法

说明书

本案为一种铝合金组合物及其制造方法。利用钽与银互不相容的特性，且依序添加铬、钽、银至含有铜的铝母金中进行熔炼，可避免铬与银先产生共晶反应，且能形成所需的共晶组合物，进而获得耐腐蚀、耐疲劳、耐磨耗与耐高温的铝合金组合物。铝合金组合物包含4.2～5.5wt.％的铜、1.4～2.0wt.％的镁、0.5～1.2wt.％的锰、0.05～1.0wt.％的硅、0.05～0.8wt.％的铬、0.01至0.5wt.％的钽、0.01～0.5wt.％的银，以及余量的铝。

技术领域

本发明涉及一种铝合金组合物，特别涉及一种耐腐蚀、耐疲劳、耐磨耗与耐高温的铝合金组合物及其制造方法。

背景技术

铝合金材料的密度约为铜或钢的三分之一，具有良好耐蚀性、加工性、导热性以及导电性，且表面处理特性佳。因此，已广泛的应用于航太、汽车、桥梁、建筑、机械制造、电器家具、半导体等各领域。

因应不同应用领域的需求，铝合金材料可以通过于一铝母金中加入其他成份来提升机械性能。以应用于减速机或力量感测器为例，铝合金材料必须符合耐腐蚀性、耐疲劳性、耐磨耗性、耐高温性以及高机械强度的基本需求。然而常见提升铝合金机械强度的方式是于铝母金中加入铜合金或铜镁合金，以形成具有高机械强度的铝-铜-镁合金。然而铝-铜-镁合金在提升机械强度的同时，却也产生了耐腐蚀性不佳、耐疲劳性不佳、耐磨耗性不佳以及耐高温性不佳等问题，无法符合减速机或力量感测器的需求。

有鉴于此，实有必要提供一种耐腐蚀、耐疲劳、耐磨耗与耐高温的铝合金组合物及其制造方法，以解决现有技术所面临的问题。

发明内容

本案的目的在于提供一种铝合金组合物及其制造方法。在含有铜的铝母金中，通过添加铬，形成铝铬共晶组合物(AlCr₂)，俾利于解决耐腐蚀不佳以及耐疲劳性不佳的问题。通过添加钽，形成铝钽共晶组合物(Al₃Ta)或与铝母金中足量的铜形成铝铜钽共晶组合物(Al₃(Cu)Ta或Al₂(Ta)Cu)，俾利于解决耐磨耗性不佳的问题。通过添加银，形成铝银共晶组合物(Ag₂Al)或与铝母金中余量的铬形成铝铬银共晶组合物(Ag₂(Cr)Al)，俾利于解决耐高温性不佳的问题。

本案的另一目的在于提供铝合金组合物及其制造方法。利用钽与银互不相容的特性，且通过依序添加铬、钽、银至一含有铜的铝母金中，分别进行第一次熔炼、第二次熔炼以及第三次熔炼，可避免铬与银同步添加时产生的共晶反应，且能形成所需的共晶组合物，进而获得耐腐蚀、耐疲劳、耐磨耗与耐高温的铝合金组合物。当铝合金组合物应用于例如减速机或力量感测器中时，耐腐蚀、耐疲劳、耐磨耗与耐高温等性能可符合应用需求，并避免铝合金组合物的原料成本过度增加。

为达成前述目的，本案提供一种铝合金组合物，包含重量百分比4.2至5.5的铜、重量百分比1.4至2.0的镁、重量百分比0.5至1.2的锰、重量百分比0.05至1.0的硅、重量百分比0.05至0.8的铬、重量百分比0.01至0.5的钽、重量百分比0.01至0.5的银，以及余量的铝。

为达成前述目的，本案另提供一种铝合金组合物的制造方法，依序包含步骤：(S1)提供一铝母金，其中铝母金至少包含铝、铜；(S2)于铝母金中加入铬，进行一第一次熔炼；(S3)加入一钽铬合金，进行一第二次熔炼；以及(S4)加入银，进行一第三次熔炼，并形成铝合金组合物。

附图说明

图1为本案铝合金组合物的制造方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

S1～S4：步骤

具体实施方式

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用于限制本案。