一種可陽極氧化壓鑄鋁合金的製備方法與流程
2023-10-30 07:47:32 4
本發明涉及鋁合金領域。具體為一種可陽極氧化壓鑄鋁合金的製備方法。
背景技術：
鋁合金是廣泛應用於各領域的金屬材料，為了使鋁合金更加耐腐蝕並使鋁合金零件上色，通常會將鋁合金放在電解液中進行陽極氧化，從而在其表面形成一層氧化膜，以保護鋁合金並提高鋁合金的硬度。然而，常用的壓鑄合金如鋁矽合金、鋁銅合金和鋁鎂合金是無法進行陽極氧化著色的。在壓鑄鋁合金中，通常情況下，矽的含量很高為6％-12％，銅的含量也很高。而高含量的矽會使得氧化膜變灰，銅會使得氧化膜泛紅色，並會破壞電解液質量。合金中鐵元素含量過高也會使氧化膜上產生黑色的斑點。因此，現有的壓鑄鋁合金由於其成分的原因無法進行陽極氧化。
技術實現要素：
本發明解決的技術問題在於克服現有的壓鑄鋁合金無法進行陽極氧化的缺點，提供一種可陽極氧化壓鑄鋁合金的製備方法。
本發明還的可陽極氧化壓鑄鋁合金的製備方法，包括以下步驟：
(1)對成分進行配比，其中矽的含量小於或者等於0.6％，鐵的含量為0.8％-1.8％，銅的含量小於或者等於1％，錳的含量為1.7％-3.3％，鎂的含量小於或等於0.7％，鋅的含量小於或等於1％，鉛的含量小於或等於0.1％，錫的含量小於或等於0.2％，鎘的含量小於或等於0.01％。本發明所述的含量，均指重量含量；
(2)清理並除去熔爐內的雜質，將鋁錠加入熔爐熔化，在金屬熔液升溫至880℃－900℃時加入鐵劑和錳劑；
(3)對金屬熔液進行多次攪拌，每次攪拌後靜置一段時間；
(4)將步驟(3)得到的部分金屬熔液倒入模具進行預熱澆鑄，並將澆鑄獲得的鋁合金錠投入熔爐降低熔爐內金屬熔液的溫度至830℃以下；
(5)在金屬熔液的溫度為830℃－850℃時加入無鈉精煉劑進行精煉並除渣；
(6)充分攪拌後取樣化驗；
(7)向金屬熔液通入氮氣進行除氣；
(8)若化驗的各含量符合步驟(1)中的配比，向金屬熔液內加入變質劑，變質劑佔所有成分的比重為2.2％-2.8％，然後攪拌，攪拌後靜置；
(9)澆鑄，在澆鑄的過程中保持金屬熔液溫度在830℃－850℃。
作為優選，步驟(3)中對金屬熔液攪拌和靜置的時間不少於60分鐘，且對金屬熔液攪拌的次數不少於6次。
作為優選，在步驟(4)中，澆鑄獲得的鋁合金錠投入熔爐使金屬熔液的溫度降至800℃以下。
作為優選，在步驟(7)中，通入氮氣不少於20分鐘。
作為優選，步驟(8)中加入的變質劑佔所有成分的比重為2.5％。
作為優選，在步驟(9)中，在澆鑄過程中對金屬熔液進行攪拌，防止變質劑沉澱偏析。
本發明的可陽極氧化壓鑄鋁合金的製備方法和現有技術相比，具有以下有益效果：
利用本發明提供的可陽極氧化壓鑄鋁合金的製備方法製備的可陽極氧化壓鑄鋁合金具有良好的陽極氧化效果，並且在液態下壓鑄特性良好。同時，該可陽極氧化壓鑄鋁合金液相溫度658℃，固相溫度為656℃。在固相狀態下，可陽極氧化壓鑄鋁合金的抗拉強度為135MPa，伸長率為12％，硬度為47HB，抗壓強度為470MPa，電導率為29％IACS，熱傳導率為140W/m℃，加工特性也為良好。該可陽極氧化壓鑄鋁合金還具有良好的耐腐蝕性，且經過3小時500℃的耐熱測試，發現其沒有發生明顯的變化，具有良好的耐熱性能。
具體實施方式
本發明提供一種可陽極氧化壓鑄鋁合金的製備方法，包括如下步驟：
(1)對成分進行配比，其中矽的含量小於或者等於0.6％，鐵的含量為0.8％-1.8％，銅的含量小於或者等於1％，錳的含量為1.7％-3.3％，鎂的含量小於或等於0.7％，鋅的含量小於或等於1％，鉛的含量小於或等於0.1％，錫的含量小於或等於0.2％，鎘的含量小於或等於0.01％。本發明所述的含量，均指重量含量；
(2)清理並除去熔爐內的雜質，將鋁錠加入熔爐熔化，在金屬熔液升溫至880℃－900℃時加入鐵劑和錳劑；
(3)對金屬熔液進行多次攪拌，每次攪拌後靜置一段時間；
(4)將步驟(3)得到的部分金屬熔液倒入模具進行預熱澆鑄，並將澆鑄獲得的鋁合金錠投入熔爐降低熔爐內金屬熔液的溫度至830℃以下；
(5)在金屬熔液的溫度為830℃－850℃時加入無鈉精煉劑進行精煉並除渣；
(6)充分攪拌後取樣化驗；
(7)向金屬熔液通入氮氣進行除氣；
(8)若化驗的各成分的含量符合步驟(1)中的配比，向金屬熔液內加入變質劑，變質劑佔所有成分的比重為2.2％-2.8％，然後攪拌，攪拌後靜置；
(9)澆鑄，在澆鑄的過程中保持金屬熔液溫度在830℃－850℃。
作為優選，步驟(3)中對金屬熔液攪拌和靜置的時間不少於60分鐘，且對金屬熔液攪拌的次數不少於6次。在步驟(4)中，澆鑄獲得的鋁合金錠投入熔爐使金屬熔液的溫度降至800℃以下。預熱澆鑄一方面提高了模具的溫度，使得金屬熔液的溫度更加均勻，同時預熱澆鑄形成的鋁錠或者鋁合金錠再次投入熔爐可以降低金屬熔液的溫度。在步驟(7)中，通入氮氣不少於20分鐘。步驟(8)中加入的變質劑佔所有成分的比重為2.5％。在步驟(9)中，在澆鑄過程中對金屬熔液進行攪拌，防止變質劑沉澱偏析。
通過上述方法可獲得可陽極氧化壓鑄鋁合金，其中，所製備的一種可陽極氧化壓鑄鋁合金中，矽的含量小於或者等於0.6％，鐵的含量為0.8％-1.8％，銅的含量小於或者等於1％，錳的含量為1.7％-3.3％，鎂的含量小於或等於0.7％，鋅的含量小於或等於1％，鉛的含量小於或等於0.1％，錫的含量小於或等於0.2％，鎘的含量小於或等於0.01％。本發明所述的含量，均指重量含量。以下各實施例中的可陽極氧化壓鑄鋁合金均為通過本發明的可陽極氧化壓鑄鋁合金製備方法獲得。
在上述可陽極氧化壓鑄鋁合金的第一種優選方案中，矽的含量為0.4％-0.55％，鐵的含量為1.5％-1.7％，銅的含量可為0.8％-0.86％，錳的含量為2.8％-3.2％，鎂的含量為0.2％-0.4％，鋅的含量為0.3％-0.7％，鉛的含量為0.03％-0.05％，錫的含量為0.05％-0.1％，鎘的含量為0.003％-0.005％。
在可陽極氧化壓鑄鋁合金的第二種優選方案中，矽的含量為0.3％-0.45％，鐵的含量為1.2％-1.4％，銅的含量為0.6％-0.78％，錳的含量為2.5％-2.76％，鎂的含量為0.3％-0.46％，鋅的含量為0.65％-0.8％，鉛的含量為0.04％-0.06％，錫的含量為0.07％-0.095％，鎘的含量為0.006％-0.077％。
在可陽極氧化壓鑄鋁合金的第三種優選方案中，矽的含量為0.25％-0.38％，鐵的含量為1.6％-1.78％，銅的含量為0.7％-0.95％，錳的含量為2.0％-2.45％，鎂的含量為0.3％-0.46％，鋅的含量為0.3％-0.6％，鉛的含量為0.02％-0.03％，錫的含量為0.03％-0.06％，鎘的含量為0.004％-0.005％。
在可陽極氧化壓鑄鋁合金的第四種優選方案中，矽的含量為0.5％-0.58％，鐵的含量為0.9％-1.1％，銅的含量為0.4％-0.55％，錳的含量為1.6％-1.9％，鎂的含量為0.25％-0.0.35％，鋅的含量0.2％-0.4％，鉛的含量為0.01％-0.025％，錫的含量為0.13％-0.028％，鎘的含量為0.002％-0.003％。
經過多次試驗，通過本發明提供的可陽極氧化壓鑄鋁合金的製備方法獲得的可陽極氧化壓鑄鋁合金具有良好的陽極氧化效果，並且其壓鑄特性良好。同時，該可陽極氧化壓鑄鋁合金液相溫度658℃，固相溫度為656℃。在固相狀態下，可陽極氧化壓鑄鋁合金的抗拉強度為135MPa，伸長率為12％，硬度為47HB，抗壓強度為470MPa，電導率為29％IACS，熱傳導率為140W/m℃，加工特性也為良好。該可陽極氧化壓鑄鋁合金還具有良好的耐腐蝕性，且經過3小時500℃的耐熱測試，沒有發生明顯的變化，具有良好的耐熱性能。
以上實施例僅為本發明的示例性實施例，不用於限制本發明，本發明的保護範圍由權利要求書限定。本領域技術人員在本發明的實質和保護範圍內，對本發明做出的各種修改或等同替換也落在本發明的保護範圍內。