本發明涉及金屬材料技術領域,具體是一種高強度鋁合金材料。
背景技術:
鎢合金因其高的比強度、比剛度而被公認為是對性能及能耗要求高的行業的優秀備選材料,如航天航空及交通運輸業。但由于鎢合金密排六方的晶體結構,使得目前鎢合金的機械性能和塑性加工能力仍難以滿足一些汽車零部件及其它方面應用的需求。為改善鎢合金的性能,合金化對提高鑄造鎢合金和變形鎢合金的機械性能都是行之有效的方法,鑄件中微觀組織的合金化能使溶質元素分布更加均勻,第二相更加細小,合金化還可以提高合金的擠壓性能、軋制性能、抗熱裂性能和表面光潔度等,并能降低變形鎢合金加工件的生產成本。采用新的增強元素和特殊的材料復合制備工藝進一步提高鎢合金的強度時鎢合金材料發展的趨勢。鎢鈦合金是近期研究開發的熱點材料,它具有穩定的熱機械性能,不僅適合在大電流和高溫環境下使用,而且還具有電子遷移率低、抗腐蝕性能高、化學穩定性好等特點。鎢鈦合金本身具有較強的載荷承受能力,高溫條件下不與金屬鎂反應,二者之間可以很好的結合成鍵,又可以避免嚴重的界面反應。對于合金化增強鎂的強度,鎢鈦合金是一種很好的增強材料。但發明人認為,鎢鈦合金的成本較高,且制備工藝較為繁瑣,因此急需研發一種可替代的鎢合金材料,也能達到相應的高強度性能。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種高強度鋁合金材料,以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
一種高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂5.89-6.31%、鉬3.22-3.58%、鋁1.05-1.24%、鋯0.65-0.74%、鋇0.28-0.31%,余量為鎢。
作為本發明進一步的方案:所述高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂5.96-6.19%、鉬3.34-3.50%、鋁1.12-1.22%、鋯0.68-0.71%、鋇0.28-0.31%,余量為鎢。
作為本發明進一步的方案:所述高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂6.04%、鉬3.45%、鋁1.18%、鋯0.69%、鋇0.29%,余量為鎢。
一種高強度鋁合金材料的制備方法,具體步驟為:
將合金元素鎢、鎂和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1435-1460℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁、鋯和鋇的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1154-1236℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。
作為本發明進一步的方案:具體步驟中熔煉溫度為1451℃。
作為本發明進一步的方案:具體步驟中將熔煉溫度降低至1192℃。
與現有技術相比,本發明的有益效果是:
本發明中,所述高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂5.89-6.31%、鉬3.22-3.58%、鋁1.05-1.24%、鋯0.65-0.74%、鋇0.28-0.31%,余量為鎢;制備方法如下,將合金元素鎢、鎂和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1435-1460℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁、鋯和鋇的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1154-1236℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。本發明制備的高強度鋁合金材料還表現出優良的耐磨性能,適用于高溫高負荷支承用途,例如用于高壓縮發電機的活塞、氣缸部件,各種要求耐磨耐腐蝕的泵、閥門和葉輪,航空發動機壓氣機部位,艦船動力推進系統中的螺旋槳和噴水推進器等。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂5.89%、鉬3.22%、鋁1.05%、鋯0.65%、鋇0.28%,余量為鎢。
一種高強度鋁合金材料的制備方法,具體步驟為:
將合金元素鎢、鎂和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1435℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁、鋯和鋇的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1154℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。
實施例2
一種高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂5.96%、鉬3.34%、鋁1.12%、鋯0.68%、鋇0.28%,余量為鎢。
一種高強度鋁合金材料的制備方法,具體步驟為:
將合金元素鎢、鎂和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1446℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁、鋯和鋇的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1178℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。
實施例3
一種高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂6.04%、鉬3.45%、鋁1.18%、鋯0.69%、鋇0.29%,余量為鎢。
一種高強度鋁合金材料的制備方法,具體步驟為:
將合金元素鎢、鎂和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1451℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁、鋯和鋇的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1192℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。
實施例4
一種高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂6.19%、鉬3.50%、鋁1.22%、鋯0.71%、鋇0.31%,余量為鎢。
一種高強度鋁合金材料的制備方法,具體步驟為:
將合金元素鎢、鎂和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1457℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁、鋯和鋇的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1216℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。
實施例5
一種高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂6.31%、鉬3.58%、鋁1.24%、鋯0.74%、鋇0.31%,余量為鎢。
一種高強度鋁合金材料的制備方法,具體步驟為:
將合金元素鎢、鎂和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1460℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁、鋯和鋇的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1236℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。
對比例1
一種高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂6.04%、鉬3.45%、鋁1.18%、鋇0.29%,余量為鎢。
一種高強度鋁合金材料的制備方法,具體步驟為:
將合金元素鎢、鎂和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1451℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁和鋇的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1192℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。
對比例2
一種高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鎂6.04%、鉬3.45%、鋁1.18%、鋯0.69%,余量為鎢。
一種高強度鋁合金材料的制備方法,具體步驟為:
將合金元素鎢、鎂和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1451℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁和鋯的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1192℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。
對比例3
一種高強度鋁合金材料,由以下質量百分比的合金元素熔煉而成:鉬3.45%、鋁1.18%、鋯0.69%、鋇0.29%,余量為鎢。
一種高強度鋁合金材料的制備方法,具體步驟為:
將合金元素鎢和鉬的原料混合后攪拌,隨后在惰性氣體的保護下,放入熔煉爐中進行熔煉,熔煉溫度為1451℃,熔煉1h后,再加入合金元素鋁、鋯和鋇的原料,攪拌均勻后,將熔煉溫度降低至1192℃,熔煉30min后,倒入到定性模具中,降溫到室溫,拆模即得鑄錠,接著進行壓制壓延和成型處理即可。
對比例4
中國專利“一種鎢鈦合金”(申請公布號:CN 103422004A)公開了一種鎢鈦合金,由按重量百分比計的以下物質組成:鎢44%,鈦34%,鉬3%,鎂3%,硅4%,鎂2%,添加劑4%,所述添加劑為氫氟酸或硝酸。
對比例5
中國專利“鈷鎂鎢合金及其制備方法”(公開/公告號:CN 104745889A)公開了一種鈷鎂鎢合金,以總重量百分比由下列原料組成:鈷60-68%、鎂24-26%、鎢4-6%、鋁2-4%、硅0.5-0.9%、碳0.4-0.6%、硫0.8-1.2%、銅0.2-0.7%、廢鉬0.1-0.6%。
綜上所述,將本發明實施例1-5制備的高強度鋁合金材料和對比例1-5制備的合金材料進行測試,本發明實施例1-5制備的高強度鋁合金材料,其抗壓強度為645-693MPa,抗拉強度為459-476MPa,屈服強度為377-425MPa;而對比例1-5制備的合金材料,其抗壓強度為324-369MPa,抗拉強度為258-294MPa,屈服強度在225-293MPa。
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明,但是本專利并不限于上述實施方式,在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內,還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。