一種5754鋁合金光譜標準樣品的製備方法
2023-07-03 11:09:06 1
一種5754鋁合金光譜標準樣品的製備方法
【專利摘要】本申請屬於合金領域，尤其涉及一種5754鋁合金光譜標準樣品的製備方法。本申請提供的製備方法，包括以下步驟：a)、鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鋅源和鈦源熔融共混，得到鋁合金熔體；所述鋁合金熔體包括：0.05～0.4wt％的Si；0.2～0.4wt％的Fe；0.06～0.1wt％的Cu；0.02～0.3wt％的Mn；3.0～3.6wt％的Mg；0.05～0.3wt％的Cr；0.05～0.1wt％的Zn；0.1～0.15wt％的Ti和餘量的Al；b)、所述鋁合金熔體依次經過鑄造、均勻化熱處理和擠壓後，得到5754鋁合金光譜標準樣品。採用由上述方法製得的5754鋁合金標準樣品校正的原子發射光譜譜線強度標準曲線對5754鋁合金待測樣品進行成分分析，其結果與採用化學分析法進行成分分析的結果相符。
【專利說明】一種5754鋁合金光譜標準樣品的製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於合金領域，尤其涉及一種5754鋁合金光譜標準樣品的製備方法。
【背景技術】
[0002] 所謂鋁合金，就是在工業純鋁中加入適量的其他元素，使鋁的本質得到改善，以滿 足工業上和生活中的各種需要。由於鋁合金比重小，比強度高，具有良好的綜合性能，因此， 被廣泛用於航空工業、汽車製造業、動力儀表、工具及民用器皿製造等方面。
[0003] 在鋁合金的研發和生產過程中，需要對鋁合金中的化學成分進行分析，從而達到 嚴格控制各化學成分含量的目的，進而避免合金生產過程中爐前成分失控，同時保證合金 產品的質量。合金的化學成分檢測方法主要有化學分析法和光電光譜分析法，化學法由於 其操作繁鎖，重現性差，分析周期長（分析周期在4小時以上），且涉及重金屬汙染，因而限 制了該法的使用；而光電光譜分析法因其快速、準確、環保、操作簡便等特點，在工礦企業、 商檢、科研院所等國民經濟各行業得到廣泛的應用。但根據光電光譜分析法原理，其應用有 個先決條件：分析任何合金之前，必須要有相對應的合金標準樣品校正光譜分析結果，以保 證分析結果的準確性。
[0004] 5754鋁合金是一種新開發的汽車車身板用鋁合金，其化學成分具有特殊性。由於 光譜標準樣品需要滿足成分準確性的要求，而現有標準樣品中並無合適的標準樣品在成分 上與5754鋁合金相對應，因此需要研製專用5754鋁合金標準樣品對5754鋁合金的光譜分 析結果進行校正。
【發明內容】
[0005] 有鑑於此，本發明的目的在於提供一種5754錯合金光譜標準樣品的製備方法，米 用本發明提供的方法製得的標準樣品可用於5754鋁合金光譜分析結果的校正。
[0006] 本發明提供了一種5754鋁合金光譜標準樣品的製備方法，包括以下步驟：
[0007] a)、鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鋅源和鈦源熔融共混，得到鋁合金熔 體；
[0008] 所述鋁合金熔體包括：0· 05?0· 4wt %的Si ;0· 2?0· 4wt %的Fe ;0· 06? 0.^^%的〇1;0.02?0.3￥七％的血；3.0?3.6￥七％的]\%;0.05?0.3￥七％的0 ;0.05? 0· lwt% 的 Zn ;0· 1 ?0· 15wt% 的 Ti 和餘量的 Al ;
[0009] b)、所述鋁合金熔體依次經過鑄造、均勻化熱處理和擠壓後，得到5754鋁合金光 譜標準樣品。
[0010] 優選的，所述步驟a)具體為：
[0011] al)、鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鉻源和鈦源熔融共混，得到第一合金熔體；
[0012] a2)、所述第一合金熔體和鋅源熔融共混，得到第二合金熔體；
[0013] a3)、所述第二合金熔體和鎂源熔融共混，得到鋁合金熔體。
[0014] 優選的，所述矽源為Al-Si中間合金；所述鐵源為Al-Fe中間合金；所述銅源為 Al-Cu中間合金；所述錳源為Al-Mn中間合金；所述鉻源為Al-Cr中間合金；所述鈦源為 Al-Ti中間合金；所述鋅源為鋅；所述鎂源為鎂；所述鋁源為鋁和含鋁的中間合金。
[0015] 優選的，所述鑄造的方式為熱頂鑄造。
[0016] 優選的，所述鑄造的溫度為735?745°C。
[0017] 優選的，所述鑄造的速度為72?78mm/min。
[0018] 優選的，所述鑄造過程中的冷卻水壓力為0· 06?0· 08MPa。
[0019] 優選的，所述均勻化熱處理的溫度為515?530°C ;所述均勻化熱處理的保溫時間 為12?14h。
[0020] 優選的，所述擠壓的溫度為430?450°C ;所述擠壓的速度為3?5mm/s。
[0021] 優選的，所述鋁合金熔體包括：0· 08?0· 092wt%的Si、0. 283?0· 301wt%的 Fe、0. 068 ?0· 074wt % 的 Cu、0. 24 ?0· 26wt % 的 Μη、3· 04 ?3. 12wt % 的 Mg、0. 054 ? 0.062￥七％的0、0.094 ?0.^^%的211、0.1?0.108￥七％的11和餘量的八1。
[0022] 與現有技術相比，本發明提供了一種5754鋁合金光譜標準樣品的製備方法，包括 以下步驟：a)、鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鋅源和鈦源熔融共混，得到鋁合金 溶體；所述錯合金溶體包括：〇. 05?0. 4wt%的Si ;0. 2?0. 4wt%的Fe ;0. 06?0. lwt% 的 Cu ;0· 02 ?0· 3wt% 的 Mn ;3· 0 ?3. 6wt% 的 Mg ;0· 05 ?0· 3wt% 的 Cr ;0· 05 ?0· lwt% 的Zn ;0. 1?0. 15wt%的Ti和餘量的Al ;b)、所述鋁合金熔體依次經過鑄造、均勻化熱處理 和擠壓後，得到5754鋁合金光譜標準樣品。實驗結果表明，採用本發明提供的方法製得的 5754鋁合金光譜標準樣品組織細密、均勻，無氣孔、夾雜等冶金缺陷，徑向、縱向均無偏析， 化學成分均勻；採用本發明提供的方法製得的標準樣品穩定性良好，有效期至少10年；採 用由本發明製得的5754鋁合金標準樣品校正的原子發射光譜譜線強度標準曲線對5754鋁 合金待測樣品進行成分分析，其結果與採用化學分析法進行成分分析的結果相符。說明採 用本發明提供的方法製得的5754鋁合金光譜標準樣品能夠滿足5754鋁合金的生產和研發 使用，即可用於5754鋁合金光譜分析結果的校正，進而提高5754鋁合金生產效率與產品質 量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0024] 圖1為本發明提供的鋁合金鑄錠的金相檢驗試片和偏析檢驗試片的取樣部位示 意圖；
[0025] 圖2為本發明提供的鑄錠成分偏析檢查的取點位置示意圖；
[0026] 圖3為本發明實施例1提供的鋁合金鑄錠試片的金相低倍照片。
【具體實施方式】
[0027] 下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範 圍。
[0028] 本發明提供了一種5754鋁合金光譜標準樣品的製備方法，包括以下步驟：
[0029] a)、鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鋅源和鈦源熔融共混，得到鋁合金熔 體；
[0030] 所述鋁合金熔體包括：0· 05?0· 4wt %的Si ;0· 2?0· 4wt %的Fe ;0· 06? 0.^^%的〇1;0.02?0.3￥七％的血；3.0?3.6￥七％的]\%;0.05?0.3￥七％的0 ;0.05? 0· lwt% 的 Zn ;0· 1 ?0· 15wt% 的 Ti 和餘量的 Al ;
[0031] b)、所述鋁合金熔體依次經過鑄造、均勻化熱處理和擠壓後，得到5754鋁合金光 譜標準樣品。
[0032] 在本發明中，首先將鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鋅源和鈦源熔融共 混，得到鋁合金熔體。其中，所述矽源優選為Al-Si中間合金，所述Al-Si中間合金中Si含 量優選為20?30wt % ;所述鐵源優選為Al-Fe中間合金,所述Al-Fe中間合金中Fe含量 優選為15?20wt % ;所述銅源優選為Al-Cu中間合金，所述Al-Cu中間合金中Cu含量優 選為40?50wt % ;所述錳源優選為Al-Mn中間合金，所述Al-Mn中間合金中Mn含量優選 為15?20wt % ;所述鉻源優選為Al-Cr中間合金，所述Al-Cr中間合金中Cr含量優選為 4?IOwt % ;所述鈦源優選為Al-Ti中間合金，所述Al-Ti中間合金中Ti含量優選為4? 10wt% ;所述鋅源優選為鋅；所述鎂源優選為鎂；所述鋁源優選為鋁和含鋁的中間合金。 所述錯合金溶體包括〇· 05?0· 4wt %的Si ;0· 2?0· 4wt %的Fe ;0· 06?0· Iwt %的Cu ; 0· 02 ?0· 3wt% 的 Mn ;3· 0 ?3. 6wt% 的 Mg ;0· 05 ?0· 3wt% 的 Cr ;0· 05 ?0· lwt% 的 Zn ; 0· 1 ?0· 15wt% 的 Ti 和餘量的 A1，優選包括 0· 08 ?0· 092wt% 的 Si、0. 283 ?0· 301wt% 的 Fe、0. 068 ?0· 074wt % 的 Cu、0. 24 ?0· 26wt % 的 Μη、3· 04 ?3. 12wt % 的 Mg、0. 054 ? 0· 062wt%的Cr、0. 094?0· lwt%的Zn、0. 1?0· 108wt%的Ti和餘量的A1。在本發明提供 的一個實施例中，所述鋁合金熔體包括〇. 〇86±0. 006wt%的Si、0. 292±0. 009wt%的Fe、 0.071±0.003￥七％的〇1、0.25±0.0^^%的血、3.08±0.04￥七％的]\%、0.058±0.004￥七％ 的 Cr、0. 097±(X 003wt%的 Ζη、(λ 104±(X 004wt%的 Ti 和餘量的 A1。
[0033] 在本發明中，所述鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鋅源和鈦源熔融共混， 得到鋁合金熔體的過程具體為：
[0034] al)、鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鉻源和鈦源熔融共混，得到第一合金熔體；
[0035] a2)、所述第一合金熔體和鋅源熔融共混，得到第二合金熔體；
[0036] a3)、所述第二合金熔體和鎂源熔融共混，得到鋁合金熔體。
[0037] 在上述製得鋁合金熔體的過程中，首先將鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鉻源和鈦 源熔融共混。本發明對所述熔融共混的溫度沒有特別限定，可以使上述金屬源熔融即可，優 選為730?780°C。待鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鉻源和鈦源熔融共混均勻後，得到第一 合金烙體。
[0038] 然後，所述第一合金熔體和鋅源熔融共混。本發明對所述熔融共混的溫度沒有特 別限定，可以使上述金屬源熔融即可，優選為730?780°C。為防止第一合金熔體和鋅源熔 融共混過程中Zn沉底，本發明中優選在第一合金熔體和鋅源熔融共混過程中對混合體系 進行強攪拌。待第一合金熔體和鋅源熔融共混均勻後，得到第二合金熔體。
[0039] 最後，所述第二合金熔體和鎂源熔融共混。本發明對所述熔融共混的溫度沒有特 別限定，可以使上述金屬源熔融即可，優選為730?780°C。待第二合金熔體和鎂源熔融共 混均勻後，得到鋁合金熔體。
[0040] 得到鋁合金熔體後，對所述熔體進行鑄造。本發明對所述鑄造的方式沒有特別限 定，優選採用熱頂鑄造法進行鑄造 。所述鑄造的溫度優選為735?745°C。所述鑄造的速度 優選為72?78mm/min。所述鑄造過程中的冷卻水壓力優選為0. 06?0. 08MPa。
[0041] 鋁合金熔體完成鑄造後，得到鋁合金鑄錠。對所述鋁合金鑄錠進行均勻化熱處理 和擠壓。所述均勻化熱處理的溫度優選為515?530°C;所述均勻化熱處理的保溫時間優選 為12?14h。所述擠壓的溫度優選為430?450°C;所述擠壓的速度優選為3?5mm/s。本 發明對擠壓所用的設備沒有特別限定，優選為本領域技術人員熟知的2000噸油壓擠壓機。 擠壓結束後，得到5754鋁合金光譜標準樣品。
[0042] 為保證標準樣品的質量，本發明優選先從鑄造得到的鋁合金鑄錠中切取檢驗試 片，並對檢驗試片進行金相組織檢驗和成分偏析檢驗，待檢驗合格後，再對鋁合金鑄錠進行 均勻化熱處理和擠壓。在本發明中，所述檢驗合格是指鋁合金鑄錠組織細密、均勻、無氣孔、 夾雜等冶金缺陷，且鑄錠徑向、縱向均無偏析。
[0043] 在本發明提供的一個實施例中，金相檢驗試片和偏析檢驗試片按照圖1所示部位 切取，圖1為本發明提供的鋁合金鑄錠的金相檢驗試片和偏析檢驗試片的取樣部位示意 圖，其中，L = 120?220mm，1和4為金相試片的切取部位，2和3為成分偏析試片的切取部 位，本發明在取樣前優選將鑄錠車皮，所述車皮的厚度為4?6mm，優選為5mm。
[0044] 在本發明中，所述成分偏析檢驗優選按照以下步驟進行：
[0045] 按圖2所示取點對成分偏析檢驗試片進行光譜分析，圖2為本發明提供的鑄錠成 分偏析檢查的取點位置示意圖。其中，每個檢驗試片從中心向邊緣各取Al?A5五組數據。 用每個檢驗試片五組數據成分差異的大小表示鑄錠徑向成分偏析程度，2號和3號檢驗試 片對應的五個取點位置的數據之差的大小表示鑄錠縱向成分偏析程度。所述徑向成分偏析 檢驗採用達維特（DARVID)檢驗；所述縱向成分偏析檢驗採用t檢驗。
[0046] 為了保證標準樣品的質量，本發明優選對製得的5754鋁合金光譜標準樣品進行 定值檢驗。在本發明的一個實施例中，所述鋁合金鑄錠經過均勻化熱處理和擠壓後得到的 標準樣品為棒材，所述棒材的定值檢驗優選按照以下步驟進行：
[0047] 從每根棒材的頭部、中部、尾部切取三段180?220mm的棒材，用鑽銑床及特製刀 具加工成顆粒狀，混均樣品後分裝，得到定值檢驗的樣品。得到定值檢驗的樣品後，將樣品 送至專業檢驗機構進行檢測。
[0048] 定值檢驗合格後，將上述製得的5754鋁合金光譜標準樣品鋸切成標準樣品塊，並 打上印記，表面車銑光潔後，入庫保存。
[0049] 採用本發明提供的方法製得的5754鋁合金光譜標準樣品組織細密、均勻，無氣 孔、夾雜等冶金缺陷，徑向、縱向均無偏析，化學成分均勻，樣品穩定性良好，有效期至少10 年。實驗結果表明，採用由本發明製得的5754鋁合金光譜標準樣品校正的原子發射光譜譜 線強度標準曲線對5754鋁合金待測樣品進行成分分析，其結果與採用化學分析法進行成 分分析的結果相符。說明採用本發明提供的方法製得的標準樣品能夠滿足5754鋁合金的 生產和研發使用，即可用於5754鋁合金光譜分析結果的校正，進而提高5754鋁合金生產效 率與產品質量。
[0050] 為更清楚起見，下面通過以下實施例進行詳細說明。
[0051] 實施例1
[0052] 按表1的成分百分比將純鋁、Al_20wt% Si中間合金、Al_15wt% Fe中間合金、 Al-40wt% Cu中間合金、Al-15wt% Mn中間合金、Al-4wt% Cr中間合金和Al-20wt% Ti中間 合金加入爐內，在760°C下熔融共混，得到第一合金熔體。按表1的成分百分比向第一合金 熔體中加入純鋅，攪拌，得到第二合金熔體。按表1的成分比向第二合金溶液中加入純鎂， 攪拌，得到鋁合金熔體。在攪拌條件下，採用熱頂鑄造對鋁合金熔體進行鑄造，所述鑄造溫 度為735°C，鑄造速度為78mm/min，冷卻水水壓為0. 06MPa，鑄造結束後，得到直徑為162mm 的鋁合金鑄錠棒材。
[0053] 表1實施例1中5754鋁合金光譜標準樣品的化學成分質量百分比
[0054]
【權利要求】
1. 一種5754鋁合金光譜標準樣品的製備方法，包括以下步驟： a) 、鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鎂源、鉻源、鋅源和鈦源熔融共混，得到鋁合金熔體； 所述錯合金溶體包括：〇. 05?0. 4wt%的Si ;0. 2?0. 4wt%的Fe ;0. 06?0. lwt%的 Cu ;0? 02 ?0? 3wt% 的 Mn ;3. 0 ?3. 6wt% 的 Mg ;0? 05 ?0? 3wt% 的 Cr ;0? 05 ?0? lwt% 的 Zn ;0? 1?0? 15wt%的Ti和餘量的A1 ; b) 、所述鋁合金熔體依次經過鑄造、均勻化熱處理和擠壓後，得到5754鋁合金光譜標 準樣品。
2. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟a)具體為： al)、鋁源、矽源、鐵源、銅源、錳源、鉻源和鈦源熔融共混，得到第一合金熔體； a2)、所述第一合金熔體和鋅源熔融共混，得到第二合金熔體； a3)、所述第二合金熔體和鎂源熔融共混，得到鋁合金熔體。
3. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述矽源為Al-Si中間合金；所述鐵 源為Al-Fe中間合金；所述銅源為Al-Cu中間合金；所述錳源為Al-Mn中間合金；所述鉻源 為Al-Cr中間合金；所述鈦源為Al-Ti中間合金；所述鋅源為鋅；所述鎂源為鎂；所述鋁源 為錯和含錯的中間合金。
4. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述鑄造的方式為熱頂鑄造。
5. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述鑄造的溫度為735?745°C。
6. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述鑄造的速度為72?78mm/min。
7. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述鑄造過程中的冷卻水壓力為 0. 06 ?0. 08MPa。
8. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述均勻化熱處理的溫度為515? 530°C ;所述均勻化熱處理的保溫時間為12?14h。
9. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述擠壓的溫度為430?450°C ;所 述擠壓的速度為3?5mm/s。
10. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述鋁合金熔體包括：〇. 08? 0? 092wt % 的 Si、0. 283 ?0? 301wt % 的 Fe、0. 068 ?0? 074wt % 的 Cu、0. 24 ?0? 26wt % 的 Mn、3. 04 ?3. 12wt % 的 Mg、0. 054 ?0? 062wt % 的 Cr、0. 094 ?0? lwt % 的 Zn、0. 1 ? 0? 108wt%的Ti和餘量的A1。
【文檔編號】G01N1/28GK104390830SQ201410767062
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】陳瑜 申請人:西南鋁業（集團）有限責任公司