[发明专利]一种轻质高强度铝合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质高强度铝合金材料，包含以下各成分的重量百分比原料：硅：0.24～0.32％、铁：0.015～0.04％、锂：0.13～0.22％、锶：0.06～0.11％、钼：0.03～0.08％、钪：0.02～0.06％、铒：0.03～0.09％、钛0.01～0.015％、碲：0.008～0.022％、磷：0.005～0.009％，余量为铝。通过对铝合金板材所含元素成分的巧妙选用及其制备工艺的创造性改进，使制得的铝合金材料具备以下特性及优点：抗拉强度及屈服强度高，弹性模量大，韧性好，力学性能优良；可塑性强，延伸率高，加工性能优异；耐高温耐腐蚀，且抗腐蚀性能强、经久耐用，并且其制备方法简便，适宜推广应用。

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，更具体为一种轻质高强度铝合金材料及其制备方法。

背景技术

铝是产量仅次于钢铁的第二大类金属材料，由于性能好，用途广，需量大，且回收成本低，被誉为“万能金属”。统计表明：我国现有124个产业中有113个行业使用铝制品，产业关联度高达91％，因而铝产业是国民经济持续发展的重要支柱性原材料产业之一。铝微通道换热器管是一种应用于空调系统新型环保制冷剂承载管道部件(材料)，首先在汽车空调系统上获得强制使用(欧盟规定为1996年，中国规定为2002年)，随着国家汽车产业的振兴发展，带动了对高质量的汽车热交换管(空调铝扁管)的需求迅猛增长。

以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为2.63～2.85g/cm，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。

目前，现有的铝合金的抗拉强度、屈服强度低，弹性模量差，韧性差，不能满足强度需求高、弹性模量大的情况使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质高强度铝合金材料及其制备方法，解决现有的铝合金的抗拉强度、屈服强度低，弹性模量差，韧性差，不能满足强度需求高、弹性模量大的情况使用的问题，满足实际使用需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轻质高强度铝合金材料，包含以下各成分的重量百分比原料：硅：0.24～0.32％、铁：0.015～0.04％、锂：0.13～0.22％、锶：0.06～0.11％、钼：0.03～0.08％、钪：0.02～0.06％、铒：0.03～0.09％、钛0.01～0.015％、碲：0.008～0.022％、磷：0.005～0.009％，余量为铝。

作为本发明的一种优选实施方式，按照以下各成分的重量百分比称取原料：硅：0.28％、铁：0.025％、锂：0.18％、钼：0.05％、锶：0.08％、钪：0.04％、铒：0.06％、钛0.013％、碲：0.012％、磷：0.007％，余量为铝。

作为本发明的一种优选实施方式，所述轻质高强度铝合金的制备方法包括如下步骤：

步骤一：先将铁、锂、锶、钪置入真空非自耗电弧炉熔炼制备铁锂锶钪合金液，820～880℃，熔炼时间为30～40min；

然后将铒、钛、碲、钼置入真空非自耗电弧炉熔炼制备铒钛碲钼合金液，850～950℃，熔炼时间为20～40min；

最后将铝、磷、硅置入真空非自耗电弧炉熔炼制备铝磷硅合金液，720～840℃，熔炼时间为30～60min；

步骤二：对铝磷硅合金液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料；

步骤三：将铝磷硅合金精炼液置入真空中频感应熔炼炉，将铒钛碲钼合金液和铁锂锶钪合金液置入铝磷硅合金精炼液并混合，混合时间为10～20min，并在混合过程中进行升温，然后将铝磷硅合金熔炼液用精炼剂进行精炼，得铝磷硅合金精炼液，并保温；