一種5083鋁合金的制備及其處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種5083鉛合金的制備及其處理工藝。
【背景技術】
[0002] Al-Mg-Si系合金具有良好的熱加工性能、拋光性能、陽極氧化著色性能、導熱性能 和優良的焊接性能、抗腐蝕性能等，被廣泛應用于航天航空、交通運輸W及用來生產多種工 業型材及建筑型材。通常情況下，對產品的性能要求取決于其應用環境，例如用于生產航海 船舶，對材料的表面耐蝕性能要求比較高；而用于生產汽車零部件，則對材料的強度、初性 要求比較嚴格。隨著高性能鉛合金材料的開發及應用，對材料的組織和性能提出了更高的 要求。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是：提供一種5083鉛合金的制備及其處理工藝，已解決 現有技術的不足。
[0004] 本發明的技術方案是：一種5083鉛合金的制備工藝，采用工業純鉛、工業純鎮、鉛 娃中間合金配制成相應的5083鉛合金，其化學成分質量分數％為；0. 59Mg，0. 41Si，0. 19Fe， Cu<0. 10,化<0. 10, Cr<0. 10, Mn<0. 10, ΤΚΟ. 10,，余量為Al，用石墨巧巧在井式電阻爐中進 行烙煉，烙煉過程中加入0. 2%-0. 4%的六氯己焼（CzCle)進行精煉，除渣后在鋼模中進行德 鑄即可。
[0005] -種5083鉛合金的處理工藝，將鑄態5083鉛合金進行固溶時效處理，固溶處理工 藝：試樣固溶溫度為51(TC -54(TC，保溫時間為地，保溫結束后水冷，水溫10(TC ;固溶處理 后，進行時效處理工藝：在170-23(TC進行l-12h時效處理后，在空氣中緩冷即可。
[0006] 本發明的有益效果1)適宜的熱處理工藝能夠改善鑄態5083鉛合金的顯微組織， 采用525 °C X4h的固溶處理工藝固溶效果最佳。
[0007] 2)時效處理能夠降低5083鉛合金的電阻率，經19(TC X化時效處理后，5083鉛合 金的導電性能較為理想。
[0008] 3)合理的時效處理工藝能夠改善5083鉛合金的抗拉強度性能，當時效處理工藝 選擇21(TC X化時，對5083鉛合金抗拉強度性能的提升最為有利。
【附圖說明】
[0009] 圖1為合金經固溶及時效處理（21(TC X化）后的金相組織，（a)鑄態化） 510°C X4h;(c) 525°C X4h;(d) 540°C X4h。
【具體實施方式】
[0010] 采用工業純鉛、工業純鎮、鉛娃中間合金配制成相應的5083鉛合金，其化學成分 (質量分數 ％)為；〇. 59Mg，0. 41Si，0. 19Fe，Cu<0. 10，化<0. 10，Cr<0. 10，Mn<0. 10，Ti<0. 10，， 余量為Al。用石墨巧巧在井式電阻爐中進行烙煉，烙煉過程中加入0. 2%-0. 4%的六氯己焼 (CzCle)進行精煉，除渣后在鋼模中進行德鑄，按國標GB/T 228-2002將試驗合金鑄錠加工 成標準的拉伸試樣測試其力學性能，再制成鉛電工圓桿測試導電率。
[0011] 將鑄態5083鉛合金試樣在箱式電阻爐(溫差為±2°C)中進行固溶時效處理。固溶 處理實驗工藝：試樣固溶溫度為51(TC、525°C、54(rC，保溫時間均為地，保溫結束后水冷， 水溫10(TC ;固溶處理后，將試樣分為兩個批次，第一批試樣時效處理實驗工藝；20(TC均進 行化時效處理后，在空氣中緩冷；第二批試樣時效處理工藝；在170 °C、19(TC、21(rC、230 °C分別進行（l-12)h時效處理后，在空氣中緩冷。
[0012] 利用OLYMPUS金相顯微鏡觀察不同固溶時效處理試樣的顯微組織特征；9巧7口型 直流電阻電橋測試儀測量試樣電阻后計算得出電阻率；常溫下，在CSS-44100電子萬能材 料實驗機測定試樣的抗拉強度。
[0013] 圖1為鑄態5083鉛合金不同固溶處理工藝及時效（21(TC X6h)后的顯微組織形 貌。如圖1 (a),鑄態5083鉛合金中存在大量粗大枝晶組織，溶質原子較少地固溶于基體 中；溫度升高，當達到51(TC固溶4h后時效處理，合金中的枝晶組織急劇減少（圖1(b))，合 金中枝晶偏析已基本消除，固溶體的飽和程度增大；圖1(c)所示為525°C固溶4h后時效處 理的顯微組織圖，此時合金中晶界變細，成分均勻分布，但是晶內仍存在有一些難溶顆粒狀 物質，固溶體的飽和度繼續增大；而當溫度升高到54(TC時，合金晶粒中出現了復烙小球， 合金出現過燒現象（圖1 (d))，此時合金的力學性能開始惡化。
[0014] 分析可知；隨著固溶處理溫度的升高，合金中枝晶減少，成分分布趨于均勻，固溶 體的過飽和程度增大，如此才能在后續時效處理析出較多的強化相，提高合金的強度；當固 溶處理溫度過高，將導致晶粒粗大甚至出現過燒現象，合金綜合性能下降。綜上，固溶處理 工藝設定為525°c X 4h時，合金的固溶體飽和度較為充分，未出現過燒現象，是鑄態5083鉛 合金最為適合的固溶處理工藝。
[0015] 采用不同的時效處理制度，對化學成分相同的5083鉛合金電阻率的影響存在很 大差別W。表1為不同時效制度對5083鉛合金電阻率的影響，由表可知，經19(TC X化時 效后條件下的其電阻率較低，其導電能力升高。可見，時效溫度升高有助于降低5083鉛合 金的電阻率，但當時效溫度超過19(TCW后，電阻率又呈上升趨勢。
[0016] 分析可知；在時效溫度為17(TC時，此時溫度較低5083鉛合金中原子擴散速度較 慢，組織中的缺陷不易修復，送將會阻礙自由電子的運動，合金電阻率較高；隨時效溫度升 高，合金中原子的擴散能力增強，使組織中的缺陷得到修復，試樣的電阻率呈下降趨勢；但 是當時效溫度超過19(TC W后，隨著溫度的升高，5083鉛合金組織中過剩的Si原子固溶于 合金組織中，送樣就減少了游離態Si元素的數量W，因此出現導電能力下降的趨勢。
[0017] 表2所示為不同時效制度對抗拉強度的影響，如表所示，當時效處理溫度為17(TC 時，此時時效溫度較低，5083鉛合金抗拉強度提升速度較慢；隨著時效溫度升高，合金抗拉 強度提升速度加快，當達到21(TC時，合金抗拉強度達到最佳值。可見時效處理溫度升高有 助于抗拉強度峰值的回升?，但當時效溫度過高會呈下降趨勢(表2中時效溫度23(TC曲 線)。
[0018] 當時效處理溫度較低時，原子擴散能力較弱，5083鉛合金中的Mg、Si原子在鉛基 體晶面上聚集，形成溶質原子富集區的速度較慢，導致合金的抗拉強度指標未能達到理想 效果;當時效處理溫度升高，合金中原子擴散能力加快，合金硬化速度快，抗拉強度達到 峰值所耗時間較短；但在后續的時效處理中，隨著溫度的繼續身高和時間的延長，合金內部 的析出相逐漸長大，合金抗拉強度降低，即所謂的"過時效"現象。
[0019] 1)適宜的熱處理工藝能夠改善鑄態5083鉛合金的顯微組織，采用525°C X4h的 固溶處理工藝固溶效果最佳。
[0020] 2)時效處理能夠降低5083鉛合金的電阻率，經19(TC X化時效處理后，5083鉛合 金的導電性能較為理想。
[0021] 3)合理的時效處理工藝能夠改善5083鉛合金的抗拉強度性能，當時效處理工藝 選擇21(TC X化時，對5083鉛合金抗拉強度性能的提升最為有利。
【主權項】
1. 一種5083鋁合金的制備工藝，其特征在于：采用工業純鋁、工業純鎂、鋁硅中間合金 配制成相應的5083鋁合金，其化學成分質量分數％為：0. 59Mg，0. 41Si，0. 19Fe，Cu〈0. 10， Zn〈0. 10，Cr〈0. 10，Mn〈0. 10，Ti〈0. 10，，余量為Al，用石墨坩堝在井式電阻爐中進行熔煉，熔 煉過程中加入0. 2%-0. 4%的六氯乙烷（C2C16)進行精煉，除渣后在鋼模中進行澆鑄即可。2. 如權利要求1所述的一種5083鋁合金的處理工藝，其特征在于：將鑄態5083鋁合 金進行固溶時效處理，固溶處理工藝：試樣固溶溫度為510°C -540°C，保溫時間為4h，保溫 結束后水冷，水溫l〇〇°C ;固溶處理后，進行時效處理工藝：在170-230°C進行l-12h時效處 理后，在空氣中緩冷即可。
【專利摘要】本發明公開了一種5083鋁合金的制備工藝，其特征在于：采用工業純鋁、工業純鎂、鋁硅中間合金配制成相應的5083鋁合金，其化學成分質量分數%為：0.59Mg，0.41Si，0.19Fe，Cu<0.10，Zn<0.10，Cr<0.10，Mn<0.10，Ti<0.10，余量為Al，用石墨坩堝在井式電阻爐中進行熔煉，熔煉過程中加入0.2%-0.4%的六氯乙烷(C2Cl6)進行精煉，除渣后在鋼模中進行澆鑄即可。將鑄態5083鋁合金進行固溶時效處理，固溶處理工藝：試樣固溶溫度為510℃-540℃，保溫時間為4h，保溫結束后水冷，水溫100℃；固溶處理后，進行時效處理工藝：在170-230℃進行1-12h時效處理后，在空氣中緩冷即可。
【IPC分類】C22F1/047, C22C21/08, C22C1/03
【公開號】CN105525239
【申請號】CN201410519520
【發明人】黃曉藝
【申請人】黃曉藝
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月30日