[发明专利]一种高温抗蠕变变形的铝合金及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高温抗蠕变变形的铝合金及其制备方法和应用，所述高温抗蠕变变形的铝合金的成分包括：Si、Mg、Mn、Cu、Ti、Ni、Nd和Al。本发明所涉及的铝合金采用硅镁铜元素作为强化项元素，且同时添加金属镍、钕，固溶处理后，使其生成的高熔点中间化合金物有效钉扎在晶界处，在高温状况下有效地避免晶界的滑移，因而具有良好高温耐热抗蠕变性能，各组分配比合理，耐热性能提高，高温尺寸稳定性能提高，且具有优异的机械性能；同时阳极氧化性能良好，可以得到外观精美的视觉效果。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种高温抗蠕变变形的铝合金及其制备方法和应用。

背景技术

部分铝合金防火门窗，防火幕墙结构在受到火灾时，由于其耐热性能不佳，短时间内变形严重现象，室内人员开启逃离困难；及少量夏季受到太阳暴晒时，表面温度或达70℃以上的建筑承重铝结构，铝结构变形应力增强，少数铝合金门窗玻璃出现开裂现象；有小数高空幕墙玻璃出现脱落现象，给安全带来隐患。因此，提升铝合金高温耐热抗蠕变性能，可以大大提升该铝制门窗、高空幕墙的安全系数。

CN108950314A公开了一种耐高温铝合金汽车轮毂的制备方法，所述铝合金汽车轮毂按重量份包括95-97份铝、1-1.5份镁、0.2-0.5份铬、0.5-0.8份锌、0.05-0.1份锡、0.5-0.8份铁、1-2份耐高温纳米粉末，其中所述耐高温纳米粉末按重量份包括30-40份碳、50-60份钴、5-8份镍、5-10份铋、1-5份钛。经测试，该铝合金汽车轮毂，耐高温性能好，进而提高了铝合金质轮毂的适用性。

CN108642354A公开了一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材及其制备方法，其中，铝合金基体包括以下组分：Cu、Mn、Cr、Zr、B、Be、Mg、Zn、Si、Fe、Ti、Ni、V、La、Eu、Er，其余为Al及不可避免的杂质；涂层的原料按重量份包括：25-40份TiC、15-25份NiO、10-20份TiO₂。本发明提出的一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材及其制备方法，铝合金型材具有良好的力学性能及优异的耐高温和抗腐蚀性能，其使用寿命长，有效提高汽车发动机性能。

现有技术中关于如何更好地提高铝合金的耐高温抗蠕变性能以及如何兼顾优异的机械性能的策略还十分有限，因此开发出一种具有优异高温抗蠕变变形性能和机械性能的新的铝合金产品是非常有意义的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高温抗蠕变变形的铝合金及其制备方法和应用。

本发明所提及的“高温抗蠕变变形”是指200℃下蠕变系数低于2.52×10^-6(ε)。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种高温抗蠕变变形的铝合金，所述高温抗蠕变变形的铝合金的成分包括：Si、Mg、Mn、Cu、Ti、Ni、Nd和Al。

本发明所涉及的铝合金采用硅镁铜元素作为强化项元素，且同时添加金属镍、钕，固溶处理后，使其生成的高熔点中间化合金物有效钉扎在晶界处，在高温状况下有效地避免晶界的滑移，因而具有良好高温耐热抗蠕变性能，各组分配比合理，耐热性能提高，高温尺寸稳定性能提高，且具有优异的机械性能；同时阳极氧化性能良好，可以得到外观精美的视觉效果。

优选地，所述高温抗蠕变变形的铝合金的成分以重量百分含量计包括：Si 0.55-0.75％、Mg 0.80-1.20％、Mn 0.05-0.15％、Cu 0.55-0.80％、Ti 0.01-0.05％、Ni 1.40-1.90％、Nd 0.50-1.00％和Al 93.5-96.00％。

本发明所涉及的铝合金中各组分按照上述特定的质量进行搭配时，在高温耐热抗蠕变性能和机械性能方面具有最好的效果。