1.本發(fā)明涉及一種
鋁合金材料,尤其是涉及一種低成本、高性能、全再生料生產(chǎn)的鋁合金材料及其制備方法。
背景技術(shù):
2.隨著5g技術(shù)的發(fā)展,智能家居的出現(xiàn)引起了人們的興趣,智能電器越來(lái)越普遍,對(duì)合金材料的性能要求也更高。
3.在傳統(tǒng)的壓鑄鋁合金材料中,用量最大的是牌號(hào)為adc12的鋁合金。如對(duì)力學(xué)性能有更高要求,則可以改用a380合金。但是,這兩款材料的熱導(dǎo)率只有96 w/m.k。同時(shí),這兩款材料的含銅量較高,成本高及耐候性比較差。
4.因此,需要一款熱導(dǎo)率高于adc12合金的材料,但其成本比adc12低,力學(xué)性能與adc12相當(dāng),或高于adc12。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
5.本發(fā)明的目的是提供一種高性能、低成本、用再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料及其制備方法,其具有優(yōu)異的力學(xué)性能、高熱導(dǎo)率和高耐候性。
6.本發(fā)明的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料包括按以下重量百分比計(jì)的組分:si:10%-11%;mg:0.50%-0.65%;mn:0.01%-0.20%;cu:1.0%-1.2%;0《ni≤0.5%;fe:0.7%-0.9%;0《ti≤0.20%;zn:2.0%-2.5%;0《pb≤0.1%;0《sn≤0.1%;其余雜質(zhì)總和控制在1%以下,余量為al。
7.進(jìn)一步地,所述合金中包括的金屬元素源于再生料。
8.進(jìn)一步地,再生料主要包括但不限制于以下材料:破碎生鋁;破碎熟鋁;壓鑄鋅爐面渣(含鋅量≥95%);廢銅線(cu≥99%)或銅包鋁線(cu:25%-42%);高硅鋁活塞或過(guò)共晶鋁合金鑄件(如adc14或a390合金);破碎鎂合金(含鎂量≥90%);高硅復(fù)熔錠(也叫復(fù)化錠);應(yīng)用于手機(jī)中板壓鑄的高強(qiáng)鋁廢料(鋁鋅硅系);鋁鎂硅系高韌鋁合金壓鑄水口料(類似德國(guó)萊茵金屬的magsimal 59);手機(jī)中板壓鑄材料。
9.進(jìn)一步地,所述鋁合金材料中按重量百分比計(jì):zn/cu≥2。
10.進(jìn)一步地,所述鋁合金材料中按重量百分比計(jì):cu/mn≥6。
11.進(jìn)一步地,所述鋁合金材料的抗拉強(qiáng)度≥270mpa,屈服強(qiáng)度≥150mpa,延伸率≥2.5%,熱導(dǎo)率≥110w/m.k。
12.本發(fā)明所制備的壓鑄鋁合金材料牌號(hào)為hy-a01r。
13.本發(fā)明的壓鑄鋁合金材料的制備方法包括以下步驟:(1)將復(fù)熔
鋁錠投爐,加熱至750-800℃,熔化并形成爐內(nèi)引水。
14.(2)依次加入以下再生料:高硅鑄件、鋁鋅硅系鑄件、高鎂邊料、破碎生鋁、破碎熟鋁。
15.(3)熔化再生料,其中,所熔化的再生料中包括按以下重量百分比計(jì)的組分:si:
10%-11%;mg:0.50%-0.65%;mn:0.01%-0.20%;cu:1.0%-1.2%;0《ni≤0.5%;fe:0.7%-0.9%;0《ti≤0.20%;zn:2.0%-2.5%;0《pb≤0.1%;0《sn≤0.1%;其余雜質(zhì)總和控制在1%以下,余量為al。
16.(4)精煉,除氣,過(guò)濾,鑄錠。
17.進(jìn)一步地,還包括在步驟(2)中投入以下再生料:鑄鋅爐面渣;廢銅線或銅包鋁線;高硅活塞鋁或過(guò)共晶鋁合金鑄件;破碎鎂合金;高硅復(fù)熔錠;鋁鋅硅系高強(qiáng)鋁;鋁鎂硅系高韌鋁合金。
18.本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料及其制備方法。為了使合金材料有較好的鑄造性能,si優(yōu)選在10%-11%(按重量百分比計(jì))。為了保證合金材料的強(qiáng)度,mg優(yōu)選在0.50%-0.65%(按重量百分比計(jì))以及zn/cu≥2(按重量百分比計(jì)),既使得mg與si產(chǎn)生mg2si,同時(shí)有足夠的mg與zn結(jié)合,生成mg2zn。為了保證合金材料的熱導(dǎo)率,合金材料優(yōu)選cu/mn≥6(按重量百分比計(jì)),以限制錳的加入。為了兼顧合金材料的耐候性和力學(xué)性能,cu優(yōu)選1.0%-1.2%(按重量百分比計(jì))。
19.相比于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足,本發(fā)明具有以下有益效果:(1)本發(fā)明的壓鑄鋁合金材料經(jīng)試棒試驗(yàn)顯示,抗拉強(qiáng)度≥270mpa,屈服強(qiáng)度≥150mpa,延伸率≥2.5%,熱導(dǎo)率≥110w/m.k,其具有優(yōu)異的力學(xué)性能和高導(dǎo)熱性。同時(shí),本發(fā)明的壓鑄鋁合金材料具有優(yōu)異的耐候性。
20.(2)本發(fā)明的壓鑄鋁合金原料全部來(lái)自再生料,組分中的金屬元素以再生料的形式添加在爐內(nèi),通過(guò)熔煉形成合金化,既降低了制造成本,也符合綠色經(jīng)濟(jì)的原則。
附圖說(shuō)明
21.圖1示出了hy-a01r合金和adc12合金壓鑄件在中性鹽霧試驗(yàn)中0-5h的外觀變化。
22.圖2示出了hy-a01r合金和adc12合金壓鑄件在中性鹽霧試驗(yàn)6h時(shí)的外觀對(duì)比。
具體實(shí)施方式
23.下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)理解,所描述的實(shí)施例僅作為示例性說(shuō)明,并不意為限制本發(fā)明權(quán)利要求的范圍。
24.實(shí)施例1本發(fā)明的壓鑄鋁合金材料通過(guò)以下步驟進(jìn)行制備:s1 將所購(gòu)買的再生料,依循取樣規(guī)則取樣、化驗(yàn),以保證全部再生料均有大致成分。
25.s2 根據(jù)配料表進(jìn)行計(jì)算、配料。
26.s3 將s1中化驗(yàn)過(guò)的復(fù)熔鋁錠(又叫復(fù)化錠)投爐,加熱至750-800℃,熔化同時(shí)形成爐內(nèi)引水。
27.s4 依照配料表依次加入以下再生料:高硅鑄件(牌號(hào)adc14或a390材料)、鋁鋅硅系鑄件、高鎂邊角料(或類似德國(guó)萊茵公司的magsimal 59的材料)、破碎生鋁、破碎熟鋁。
28.s5 待全部配料熔化后,攪拌、取樣化驗(yàn)。當(dāng)化驗(yàn)的熔化料包括按以下重量百分比計(jì)的組分時(shí),視為達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn):si:10%-11%;mg:0.50%-0.65%;mn:0.01%-0.20%;cu:1.0%-1.2%;0《ni≤0.5%;fe:0.7%-0.9%;0《ti≤0.20%;zn:2.0%-2.5%;0《pb≤0.1%;0《sn≤0.1%;
其余雜質(zhì)總和控制在1%以下,余量為al。
29.s6 如果s5中化驗(yàn)的熔化料不合格:a.硅過(guò)少,則加高硅活塞鑄件(例如,日本ac9a材料,含硅量約22%)。
30.b.銅過(guò)少,則加廢銅線(銅≥99%)或銅包鋁線(含銅25%(粗線)-42%(細(xì)線))。
31.c.鎂過(guò)少,則加鎂合金壓鑄件(鎂≥90%)。
32.d.鋅過(guò)少,則加壓鑄鋅合金爐面渣(鋅≥95%)。
33.e.鐵過(guò)少,加
電解鋁廠的k鋁(超鐵的不合格品)或破碎生鋁。
34.f.如果熔化料中的某元素過(guò)多,則加廢鋁線或破碎熟鋁,降低超標(biāo)元素的含量;如果是鎂元素過(guò)多,可以加入除鎂劑。
35.s7 爐前化驗(yàn)合格后,精煉,除氣,過(guò)濾,鑄錠。
36.本發(fā)明所制備的壓鑄鋁合金材料牌號(hào)為hy-a01r。
37.再生料的成分如表1所示。
[0038] 表1. 再生料的成分實(shí)施例2-實(shí)施例4以與制備實(shí)施例1相同的步驟制備實(shí)施例2-實(shí)施例4的壓鑄鋁合金材料,差別在于所加入的再生料的類型和質(zhì)量不同。其中,s5中經(jīng)化驗(yàn)的熔化料所含組分如下表2實(shí)施例1-4所示。
[0039]
表2. 本發(fā)明實(shí)施例1-4及adc12合金和a380合金的主要合金成分
效果實(shí)施例將以上實(shí)施例所制備的鑄錠在機(jī)邊爐熔化后,使用壓鑄機(jī)壓鑄成試棒。對(duì)將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1-4制得的hy-a01r合金進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)、力學(xué)性能測(cè)試以及導(dǎo)熱性測(cè)性。
[0040]
中性鹽霧試驗(yàn)將以上實(shí)施例1-4的hy-a01r合金以及adc12合金(其組成如表2所示)制成圓棒及扁棒兩種形狀的壓鑄件,根據(jù)gb10125-1997試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行5%氯化鈉中性鹽霧試驗(yàn),共進(jìn)行6小時(shí),每隔一小時(shí)觀察其表面外觀,以測(cè)試其耐候性。其中,實(shí)施例3的結(jié)果示于圖1和圖2。在圖1-2中,第一列為hy-a01r合金,第二列為adc12合金。參見圖1,在試驗(yàn)開始時(shí)(0h),圓棒狀及扁棒狀的hy-a01r合金以及adc12合金表面光滑。隨著時(shí)間進(jìn)程,adc12合金表面開始出現(xiàn)腐蝕物。參見圖2,在試驗(yàn)的第6小時(shí),adc12合金表面有明顯腐蝕現(xiàn)象,hy-a01r合金表面僅出現(xiàn)輕微腐蝕。在所有實(shí)施例的中性鹽霧試驗(yàn)中,本發(fā)明所得hy-a01r合金的腐蝕現(xiàn)象明顯輕于常規(guī)adc12合金。由于本發(fā)明的hy-a01r合金中的含銅量低于adc12合金,本發(fā)明所得合金的耐候性明顯優(yōu)于常規(guī)adc12合金。
[0041]
同時(shí),由于常規(guī)a380合金含銅量比adc12合金更高,本發(fā)明的hy-a01r合金耐候性也優(yōu)于a380合金。
[0042]
力學(xué)性能測(cè)試將以上實(shí)施例1-4的hy-a01r合金制成6.4mm壓鑄件,并根據(jù)gb/t228.1-2010測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其抗拉強(qiáng)度、延伸率和屈服強(qiáng)度。對(duì)樣品取5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試并求平均值。其中,實(shí)施例3所得結(jié)果示于下表3。
[0043]
表3. hy-a01r合金壓鑄件的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果
從表3可見,實(shí)施例3所得hy-a01r合金壓鑄件的平均抗拉強(qiáng)度為320.4mpa,延伸率為2.848%,屈服強(qiáng)度為161.8mpa。其余實(shí)施例所制備得到的hy-a01r合金的抗拉強(qiáng)度≥270mpa,屈服強(qiáng)度≥150mpa,延伸率≥2.5%。相比之下,常規(guī)adc12合金壓鑄試棒的抗拉強(qiáng)度為228
±
41mpa,延伸率為1.4
±
0.8%,屈服強(qiáng)度為150
±
14mpa,本發(fā)明hy-a01r合金的力學(xué)性能明顯優(yōu)于常規(guī)adc12合金。
[0044]
導(dǎo)熱性測(cè)性在耐馳公司的lfa 467導(dǎo)熱儀中對(duì)以上實(shí)施例制得的hy-a01r合金壓鑄件進(jìn)行導(dǎo)熱性測(cè)試。其中,實(shí)施例3的結(jié)果為下表4。
[0045]
表4. 實(shí)施例3的hy-a01r合金壓鑄件的導(dǎo)熱性測(cè)試結(jié)果。
[0046]
參見表4,本發(fā)明實(shí)施例3所得鋁合金壓鑄件熱導(dǎo)率,即導(dǎo)熱系數(shù)平均值為137.449 w/(m*k)。其余實(shí)施例制備得到的hy-a01r合金的熱導(dǎo)率均大于或等于110w/m.k。常規(guī)adc12
合金的導(dǎo)熱系數(shù)僅為96 w/(m*k)。因此,本發(fā)明hy-a01r合金的導(dǎo)熱性更優(yōu)異,更適合用于需要快速散熱的部件中。
[0047]
同時(shí),文獻(xiàn)報(bào)道,a380合金的熱導(dǎo)率僅為96.2 w/(m*k),本發(fā)明的hy-a01r合金的導(dǎo)熱性也優(yōu)于a380合金。這是因?yàn)殇X合金中銅的加入會(huì)導(dǎo)致合金導(dǎo)熱性降低。
[0048]
因此,本發(fā)明所制備的壓鑄鋁合金的力學(xué)性能優(yōu)于常規(guī)的adc12合金,導(dǎo)熱性及耐候性優(yōu)于常規(guī)的adc12合金及a380合金,具有更廣泛的用途。試棒試驗(yàn)顯示本發(fā)明合金的抗拉強(qiáng)度≥270mpa,屈服強(qiáng)度≥150mpa,延伸率≥2.5%,熱導(dǎo)率≥110w/m.k。
[0049]
本發(fā)明所制備的壓鑄鋁合金使用全再生料進(jìn)行生產(chǎn),對(duì)再生料進(jìn)行熔煉形成合金化,原料來(lái)源更廣泛,生產(chǎn)成本更低,是一種循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色材料。
[0050]
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征:
1.一種全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料,其特征在于,所述鋁合金包括按以下重量百分比計(jì)的組分:si:10%-11%、mg:0.50%-0.65%、mn:0.01%-0.20%、cu:1.0%-1.2%、0<ni≤0.5%、fe:0.7%-0.9%、0<ti≤0.20%、zn:2.0%-2.5%、0<pb≤0.1%、0<sn≤0.1%,其余雜質(zhì)總和控制在1%以下,余量為al。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料,其特征在于,所述鋁合金中的金屬元素來(lái)源于再生料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料,再生料包括以下材料中的一種或多種:破碎生鋁;破碎熟鋁;壓鑄鋅爐面渣;廢銅線或銅包鋁線;高硅活塞鋁或過(guò)共晶鋁合金鑄件;破碎鎂合金;高硅復(fù)熔錠;鋁鋅硅系高強(qiáng)鋁;鋁鎂硅系高韌鋁合金。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料,所述鋁合金材料中按重量百分比計(jì):zn/cu≥2。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料,所述鋁合金材料中按重量百分比計(jì):cu/mn≥6。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料,所述鋁合金材料的抗拉強(qiáng)度≥270mpa,屈服強(qiáng)度≥150mpa,延伸率≥2.5%,熱導(dǎo)率≥110w/m.k。7.如權(quán)利要求1所述的壓鑄鋁合金材的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:(1)將復(fù)熔鋁錠投爐,加熱至750-800℃,熔化并形成爐內(nèi)引水;(2)依次加入以下再生料:高硅鑄件、鋁鋅硅系鑄件、高鎂邊料、破碎生鋁、破碎熟鋁;(3)熔化再生料,其中,所熔化的再生料中包括按重量百分比計(jì):si:10%-11%;mg:0.50%-0.65%;mn:0.01%-0.20%;cu:1.0%-1.2%;0<ni≤0.5%;fe:0.7%-0.9%;0<ti≤0.20%;zn:2.0%-2.5%;0<pb≤0.1%;0<sn≤0.1%;其余雜質(zhì)總和控制在1%以下,余量為al;(4)精煉,除氣,過(guò)濾,鑄錠。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于,還包括在步驟(2)中投入以下再生料:鑄鋅爐面渣;廢銅線或銅包鋁線;高硅活塞鋁或過(guò)共晶鋁合金鑄件;破碎鎂合金;高硅復(fù)熔錠;鋁鋅硅系高強(qiáng)鋁;鋁鎂硅系高韌鋁合金。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種高性能、低成本、全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料及其制備方法。該合金包括按以下重量百分比計(jì)的組分:Si:10%-11%;Mg:0.50%-0.65%;Mn:0.01%-0.20%;Cu:1.0%-1.2%;0<Ni≤0.5%;Fe:0.7%-0.9%;0<Ti≤0.20%;Zn:2.0%-2.5%;0<Pb≤0.1%;0<Sn≤0.1%;其余雜質(zhì)總和控制在1%以下,余量為Al。與常規(guī)的ADC12合金相比,原材料更廣泛,成本更低,但力學(xué)性能和熱導(dǎo)率、耐候性都超過(guò)ADC12合金。本發(fā)明合金壓鑄試棒的性能:抗拉強(qiáng)度≥270MPa,屈服強(qiáng)度≥150MPa,延伸率≥2.5%,熱導(dǎo)率≥110W/m.k。該材料是符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色材料。料是符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色材料。料是符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色材料。
技術(shù)研發(fā)人員:范衛(wèi)忠 高偉全 閆俊 楊鎮(zhèn)江 陳民錠 黃嘉誠(chéng) 何景南 梁志富
受保護(hù)的技術(shù)使用者:廣東鴻邦金屬鋁業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日:2022.08.02
技術(shù)公布日:2022/9/2
聲明:
“全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料及其制備方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)