一种铝合金热处理方法及其制备得到的铝合金与流程

本发明涉及铝合金热处理及相关，尤其是涉及一种铝合金热处理方法及其制备得到的铝合金。

背景技术：

1、铝合金的疲劳寿命较短，尤其是在低温环境中，容易产生疲劳破坏，大大限制了应用范围。

2、而钛纤维是一种优异的增强材料，力学强度高，耐疲劳性能优异，但是钛纤维价格高，用量较大，一般用量超过2.5%，而且热处理工艺对钛纤维的增强效果影响较大，如何在制备铝合金的过程中降低钛纤维用量的同时保持铝合金优异的抗拉性能和抗疲劳性能是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种铝合金热处理方法及其制备得到的铝合金。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种铝合金热处理方法，包括以下步骤：

4、s1：所述铝合金，按质量百分比计，包括以下组分：1.8~2.2%镁；0.8~1.2%铜；0.4~0.6%硅；0.1~0.2%锆；0.2~0.5%铁；0.3~0.5%锌；0.05~0.07%铬；0.1~0.4%锰；1.6~2.0%钛纤维；余量为铝及不可避免的杂质；

5、合理的选择和调配合金元素，可以优化复合材料的性能，本发明中进一步限定了mg元素的含量，铝合金中添加适量的mg元素，主要是为了起到固溶增强的目的，并且铝合金基体的强度会随着mg元素加入量的增多而提高，但塑性会下降。如果铝合金基体加入1%以下的锰，会补充强化作用，同时可降低热裂倾向，改善抗蚀性和焊接性能，并能显著细化再结晶晶粒。均匀分布的钛纤维能与各元素的结晶（主要为含mg结晶）析出形成拉结网络，从而提高铝合金的力学强度。所以钛纤维的含量能进一步优化mg元素的含量，即：

6、ti%+0.5（mn%）≤mg%≤ti%+1.5（mn%）。

7、称取铝合金各组分混合均匀，置于700~800℃电阻炉中熔炼，并采用现有的机械搅拌和或超声波处理，然后进行铸造，得到钛纤维分布均匀的铝合金压铸件。所述钛纤维不限于钛金属纤维，也可为钛合金纤维。

8、s2：在500~550℃条件下，对铝合金压铸件进行高温热处理4~6h，然后采用淬火液进行淬火处理，处理时间为1~3h，其中淬火液的温度为50~70℃；

9、s3：将淬火后的铝合金压铸件冷却至室温，进行冷变形处理，冷变形处理的铝合金压铸件的冷变形量为3~7％；

10、s4：对冷变形后的铝合金压铸件在200~260℃下回火1~2h；

11、s5：对回火后的铝合金压铸件进行退火处理，退火处理的温度为80~120℃，时间为10~14h。

12、进一步的，所述钛纤维与铝的质量比为46~59。进一步的，所述钛纤维的长度为50~150μm。以确保钛纤维均匀分布，并搭接。

13、进一步的，所述铝合金，按质量百分比计，包括以下组分：2.0%镁；1.0%铜；0.5%硅；0.15%锆；0.35%铁；0.4%锌；0.06%铬；0.25%锰；1.8%钛纤维；余量为铝及不可避免的杂质。

14、进一步的，所述淬火液的制备方法，包括以下步骤：

15、a1：按重量份计，将0.5~1份醋酸钠、0.3~0.5份聚乙烯醇与10~15份水加入反应釜中混合均匀，温度加热至80~90℃，搅拌0.5~1h，形成混合液一；

16、a2：按重量份计，将20份聚丙烯酸钠、3~4份三醋酸纤维素、1.2~1.6份聚乙二醇和20~30份水混合，温度上升至55~65℃，持续搅拌2~3h，形成混合液二；

17、a3：常温条件下，将混合液一倒入混合液二中，搅拌20~40min得混合液三，然后用水和混合液三按照体积比5~6:1配成稀释液，即为淬火液。

18、采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

19、为了降低成本，本发明添加含量较低的钛纤维。

20、本发明添加含量较低的钛纤维，使纤维间以搭接位点为主，合金中各元素进行结晶析出时，在纤维的搭接位点之间形成拉结网络，实现合金各元素的均匀分布，然后通过特定的淬火液进行淬火处理，减少金属淬火时产生的热应力和组织应力；另外通过配合冷变形处理工艺，对铝合金纤维的拉结网络施加一定的预应力，提高纤维往复滑移的能力，降低其在交变应力下疲劳损伤，大幅度提高合金的抗疲劳性能。

21、2、本发明将钛纤维作为增强材料，以较低的钛纤维含量结合特定的热处理过程，提供了一种铝合金材料，降低了制造成本，同时具有较高的力学强度和优异的抗疲劳性能。

技术特征：

1.一种铝合金热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铝合金热处理方法，其特征在于：所述铝合金，按质量百分比计，包括以下组分：2.0%镁；1.0%铜；0.5%硅；0.15%锆；0.35%铁；0.4%锌；0.06%铬；0.25%锰；1.8%钛纤维；余量为铝及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金热处理方法，其特征在于：所述钛纤维与铝的质量比为1：46~59。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金热处理方法，其特征在于：所述组分中mg元素满足以下关系式：

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种铝合金热处理方法，其特征在于：所述钛纤维的长度为50~150μm。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种铝合金热处理方法，其特征在于：所述淬火液的制备方法，包括以下步骤：

7.一种铝合金，其特征在于：采用权利要求1-4任意一项所述铝合金热处理方法制备所得。

技术总结本发明涉及一种铝合金热处理方法及其制备得到的铝合金，属于铝合金热处理技术领域，方法包括：铝合金按质量百分比计，包括以下组分：1.8~2.2%镁；0.8~1.2%铜；0.4~0.6%硅；0.1~0.2%锆；0.2~0.5%铁；0.3~0.5%锌；0.05~0.07%铬；0.1~0.4%锰；1.6~2.0%钛纤维；余量为铝及不可避免的杂质；称取各组分混合均匀，置于电阻炉中熔炼，铸造得到铝合金压铸件；进行高温热处理，采用淬火液淬火处理；将淬火后的铝合金压铸件冷却至室温进行冷变形处理；对冷变形后的铝合金压铸件回火；对回火后的铝合金压铸件进行退火。本发明制备的铝合金拥有优异的抗拉强度和抗疲劳性能。技术研发人员：金忠贵,姜涛,黄林刚,付志超受保护的技术使用者：阜新中孚轻金属科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2