一種鋁合金細化變質處理的方法與流程
2024-02-17 04:14:15
本發明屬於鋁合金製備
技術領域：
，具體涉及一種鋁合金細化變質處理的方法。
背景技術：
：鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械製造、船舶及化學工業中已大量應用。工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。目前鋁合金是應用最多的合金。隨著現代科技的發展，人們對鋁合金的性能要求越來越高，能否獲得細小均勻的微觀組織成為控制產品性能優劣的關鍵因素，細化變質處理是改善其品質，提高其性能的重要途徑，也是最常用和最有效的方法之一。目前a356鋁合金經過細化變質處理後，其抗拉強度和延伸率，分別為250mpa左右和6.2%左右，遠不能滿足一些領域對鋁合金的強度需求，因此需要尋求一種性能更加優異的細化變質處理方法。技術實現要素：為了解決上述問題，本發明提供一種鋁合金細化變質處理的方法。本發明是通過以下技術方案實現的。一種鋁合金細化變質處理的方法，包括以下操作步驟：（1）按重量份計，將20-25份鑭粉、10-14份氟化鋇、90-100份純鋁混合後，加熱至鋁完全熔化，強力攪拌後，冷卻至室溫，製得細化變質劑a；（2）將鈦粉放置在真空室內，向其中通入矽烷氣體，將真空室內的溫度加熱至390-420℃，保溫5-7小時後，結束反應，降至室溫後，製得細化變質劑b；（3）將鋁合金加熱至融化狀態10-20min後，先向其中加入細化變質劑a，攪拌均勻後，保溫反應15-20min，再向其中加入細化變質劑b，攪拌均勻後，保溫反應20-30min，進行澆注，製得成品。具體地，上述鑭粉的純度為99.5%，上述氟化鋇的純度為98.0%，上述純鋁的純度為99.8%。具體地，上述步驟（2）中通入的矽烷氣體的壓力為1×104pa。具體地，上述細化變質劑a的添加的重量為鋁合金重量的0.9-1.3%，上述細化變質劑b的添加的重量為鋁合金重量的1.7-2.4%。由以上的技術方案可知，本發明的有益效果是：本發明提供的鋁合金細化變質處理的方法，操作簡單，製得的鋁合金成品，耐磨性能優異，與現有技術相比，其抗拉強度提高了50%以上，延伸率提高了60%以上，極大地增強了鋁合金的性能，拓寬了其應用範圍。其中，本發明提供的細化變質劑a，鑭元素和鋇元素對鋁合金的組織有著極其優異的細化效果，其能使得的枝晶出現分枝熔斷的現象，可使得鋁合金中晶粒的尺寸細化到6μm以下，枝間臂間距減小為10μm以下，進而極大地提升了鋁合金的抗拉強度和延伸率；將鈦粉經過沉積矽處理後，一方面可有效的避免細化變質a和細化變質劑b發生聚集和偏析的現象，另一方面可提升ti的包晶反應的程度，提升ti的利用率，進而提升了細化的效果。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。實施例1一種鋁合金細化變質處理的方法，包括以下操作步驟：（1）按重量份計，將20份鑭粉、10份氟化鋇、90份純鋁混合後，加熱至鋁完全熔化，強力攪拌後，冷卻至室溫，製得細化變質劑a；（2）將鈦粉放置在真空室內，向其中通入矽烷氣體，將真空室內的溫度加熱至390℃，保溫5小時後，結束反應，降至室溫後，製得細化變質劑b；（3）將鋁合金加熱至融化狀態10min後，先向其中加入細化變質劑a，攪拌均勻後，保溫反應15min，再向其中加入細化變質劑b，攪拌均勻後，保溫反應20min，進行澆注，製得成品。具體地，上述鑭粉的純度為99.5%，上述氟化鋇的純度為98.0%，上述純鋁的純度為99.8%。具體地，上述步驟（2）中通入的矽烷氣體的壓力為1×104pa。具體地，上述細化變質劑a的添加的重量為鋁合金重量的0.9%，上述細化變質劑b的添加的重量為鋁合金重量的1.7%。實施例2一種鋁合金細化變質處理的方法，包括以下操作步驟：（1）按重量份計，將23份鑭粉、12份氟化鋇、95份純鋁混合後，加熱至鋁完全熔化，強力攪拌後，冷卻至室溫，製得細化變質劑a；（2）將鈦粉放置在真空室內，向其中通入矽烷氣體，將真空室內的溫度加熱至410℃，保溫6小時後，結束反應，降至室溫後，製得細化變質劑b；（3）將鋁合金加熱至融化狀態15min後，先向其中加入細化變質劑a，攪拌均勻後，保溫反應17min，再向其中加入細化變質劑b，攪拌均勻後，保溫反應25min，進行澆注，製得成品。具體地，上述鑭粉的純度為99.5%，上述氟化鋇的純度為98.0%，上述純鋁的純度為99.8%。具體地，上述步驟（2）中通入的矽烷氣體的壓力為1×104pa。具體地，上述細化變質劑a的添加的重量為鋁合金重量的1.1%，上述細化變質劑b的添加的重量為鋁合金重量的2.2%。實施例3一種鋁合金細化變質處理的方法，包括以下操作步驟：（1）按重量份計，將25份鑭粉、14份氟化鋇、100份純鋁混合後，加熱至鋁完全熔化，強力攪拌後，冷卻至室溫，製得細化變質劑a；（2）將鈦粉放置在真空室內，向其中通入矽烷氣體，將真空室內的溫度加熱至420℃，保溫7小時後，結束反應，降至室溫後，製得細化變質劑b；（3）將鋁合金加熱至融化狀態20min後，先向其中加入細化變質劑a，攪拌均勻後，保溫反應20min，再向其中加入細化變質劑b，攪拌均勻後，保溫反應30min，進行澆注，製得成品。具體地，上述鑭粉的純度為99.5%，上述氟化鋇的純度為98.0%，上述純鋁的純度為99.8%。具體地，上述步驟（2）中通入的矽烷氣體的壓力為1×104pa。具體地，上述細化變質劑a的添加的重量為鋁合金重量的1.3%，上述細化變質劑b的添加的重量為鋁合金重量的2.4%。對比例1不添加細化變質劑a，其餘操作步驟與實施例1完全相同。對比例2不添加細化變質劑b，其餘操作步驟與實施例2完全相同。對比例3不添加細化變質劑a和細化變質劑b，其餘操作步驟與實施例1完全相同。分別用各實施例和對比例的方法對a356鋁合金進行細化變質處理，然後測試製得的鋁合金的抗拉強度和延伸率，測試結果如表1所示：表1細化變質處理的鋁合金的強度項目抗拉強度mpa延伸率%實施例1381.2410.1對比例1276.117.3實施例2385.7710.4對比例2271.06.9實施例3388.211.0對比例3220.13.8由表1可知，採用本發明提供的細化變質處理的方法，顯著的提升了鋁合金的各項力學性能，擴展了鋁合金的應用範圍。需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍中。當前第1頁12