[发明专利]一种高韧性铝合金及其制备方法

说明书

本申请公开了一种药芯焊丝用高韧性铝合金及其制备方法，药芯焊丝用高韧性铝合金包括6～8份Si、3～5份Cu、0.1～0.2份Mg、0.2～0.3份Mn、0.1～0.2份Fe、0.1～0.2份Sb和85～90份Al。本申请在硅铝合金的内部设置和添加了Mg、Fe和Sb，并优选了各材料的组分，其目的在于通过Mg元素溶于Al合金基体会产生固溶强化作用，铝硅合金的高温性能，在此基础上，高含量的Cu和Mg元素会同时增强θ相和δ相的形成，从而提高合金的强度和延展性，同时微量Sb优化处理后，可以大幅细化共晶硅尺寸并改善其形貌，从而使制备的硅铝合金具有良好的韧性强度。

技术领域

本申请涉及焊接材料领域，更具体地说，涉及一种药芯焊丝用高韧性铝合金及其制备方法。

背景技术

药芯焊丝是20世纪50年代发展起来的高效焊接材料。它也称为管状焊丝，通过调整药芯添加物的种类和比例，可以很方便地设计各种不同用途的焊接材料，这是实心焊丝无法达到的。由于其具有效率高、焊接工艺性好、成本较低等特点，已经广泛应用于造船、桥梁、压力容器、汽车、铁路运输、管道、海洋工程、电站建设、采矿、石化、建筑机械、重型机械及高层建筑等行业。

铝中添加了硅和铜元素，使得材料的加工性能较纯铝而言相对难加工，特别是本课题中的铝硅铜合金，由于含硅和含铜量比较多，使材料脆性增大，不易加工。

针对上述中的相关技术，发明人认为，不论是铝硅还是铝硅铜合金，采用一般常温冷轧的方式进行加工都将造成材料严重裂边，可塑性差，加工周期长等问题，对于铝硅铜合金来说，甚至会使材料发生断裂。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明提供一种药芯焊丝用高韧性铝合金，该药芯焊丝用高韧性铝合金韧性性能优异，有效提高了焊接带材材料的韧性强度和力学性能。

本发明还提供一种药芯焊丝用高韧性铝合金的制备方法，该制备方法制备步骤简单，提高了制备的效率。

根据本发明实施例的药芯焊丝用高韧性铝合金包括6～8份Si、3～5份Cu、0.1～0.2份Mg、0.2～0.3份Mn、0.1～0.2份Fe、0.1～0.2份Sb和85～90份Al。

根据本发明实施例的药芯焊丝用高韧性铝合金，通过在该硅铝合金的内部设置和添加了Mg、Fe和Sb，并优选了各材料的组分，其目的在于通过Mg元素溶于Al合金基体会产生固溶强化作用，铝硅合金的高温性能，在此基础上，高含量的Cu和Mg元素会同时增强θ相和δ相的形成，从而提高合金的强度和延展性，同时微量Sb优化处理后，可以大幅细化共晶硅尺寸并改善其形貌，从而提高了合金的抗蠕变能力，改善基体的组织结构，从而使制备的硅铝合金具有良好的韧性强度。

根据本发明实施例的药芯焊丝用高韧性铝合金还可以具有以下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述药芯焊丝用高韧性铝合金还包括2～3重量份的Ti。

根据本发明的一个实施例，所述药芯焊丝用高韧性铝合金包括下列重量份的物质组成：8份Si、4份Cu、0.1份Mg、0.2份Mn、0.1份Fe、2份Ti、0.1份Sb、87份Al。

根据本发明第二方面实施例的药芯焊丝用高韧性铝合金的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：S1、先按配方取Ti粉并置于渗氮装置中，通氮气排除空气，渗氮处理并收集得渗氮改性Ti粉颗粒；S2、再按配方，将Si、Cu、Mg、Mn、Fe、Sb和渗氮改性Ti粉颗粒搅拌混合并置于混料装置中，低速搅拌混合，冷压成型并收集冷压坯料；S3、按配方将Al粉与冷压坯料混合并置于熔融装置中，加热熔融处理，后静置冷却至室温，收集得混合熔融合金。

根据本发明的一个实施例，步骤S1所述的渗氮处理为在580～620℃下保温渗氮处理40～48h。