一种铆钉用铝合金及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铆钉用铝合金及其制备方法，其各元素按质量百分比组成为:Si0.3-0.5、Cu2.4-3.2、Mg1.2-1.8、Zn0.05-0.1、Mn0.15-0.25、Ti0.05-0.1、Fe0.1-0.2、Cr0.06-0.12、Co0.05-0.15、Pb0.03-0.06、W0.02-0.04、Hf0.01-0.03、B0.004-0.008、La0.03-0.05、Dy0.02-0.03、Ho0.01-0.02、余量为铝。本发明铝合金中添加了少量的La、Dy、Ho、W、Hf等修饰元素，它们能与铝合金发生有效的微合金化作用，从而大幅度提高铝合金的合金强度、焊接性以及韧性等性能，减少裂纹以及断裂等现象的发生，延长铆钉的使用寿命。
【专利说明】一种铆钉用铝合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铆钉用铝合金及其制备方法，属于铝合金材料领域。
【背景技术】
[0002]铆钉主要用于铆接合金结构，目前铆钉材料多采用6XXX系铝合金，虽然具有很高的塑性和良好的加工性能，但是在铆接过程中，其还存在抗剪切强度、延伸率较低，且在焊接时有裂纹倾向，耐蚀性不高等问题，严重限制铆钉的应用范围。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种剪切强度高、断裂伸长率高、高耐蚀、焊接性能良好的铆钉用铝合金及其制备方法。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
一种铆钉用铝合金，其各元素按质量百分比组成为:Si 0.3-0.5, Cu 2.4-3.2, Mg
1.2-1.8, Zn 0.05-0.K Mn 0.15-0.25, Ti 0.05-0.K Fe 0.1-0.2, Cr 0.06-0.12, Co0.05-0.15,Pb 0.03-0.06,W 0.02-0.04,Hf 0.01-0.03,B 0.004-0.008,La 0.03-0.05,Dy0.02-0.03、Ho 0.01-0.02、余量为铝。
[0005]铆钉用铝合金的制备方法:将铝锭、电解铜、镁锭投入到熔炼炉中，加热至680-710°C，待全部熔化后，添加Al-S1、Al-Fe, Al-Mn, Al-Zn, Al-Cr等中间合金，升温至720-730°C，待合金熔化 后，升温至730-750°C，再加入稀土合金锭和Al-T1-B中间合金，搅拌15-20min，然后加入精炼剂精炼10_15min，扒渣后静置5_10min，再用75%Ar+25%N2除气精炼20-30min，扒渣后静置10_15min，然后在710_720°C温度下浇铸成型，将所得的铸锭以100-120°C /h 速率升温至 240-260°C，保温 4_6h，再以 50-60°C /h 速率升温至 340_380°C，保温3-5h，再以35-45°C /h速率升温至510-530°C，保温10_15h，再以280_320°C /h速率降温至160-180°C，放入沸水中保温5-10h，再以200-220°C /h速率升温至470_490°C，保温8-12h，然后以80-100°C /h速率降温至320-350°C，保温3_4h，再以100-120°C /h降温至140-160°C，保温l_2h，空冷至室温即可；
所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化镁10-15、氯化钡5-10、硫化钾5-10、蛭石8-12、冰晶石5-10、石英砂3-6、铝矾土 4_8、硅酸钠20-30、纳米氮化硅
5-10、纳米碳化钙8-12 ；b.将蛭石、冰晶石、石英砂、铝矾土粉碎过400-500目筛，混合均匀，再加入娃酸钠、纳米氮化娃、纳米碳化钙以及适量的水，3000-5000rpm高速研磨5_10min,制粒，然后将制得的颗粒在450-480°C下焙烧3-5h，冷却至室温，待用；c.将氯化镁、氯化钡、硫化钾混合均匀，加热至930-950°C，待其全部熔融后，将上述步骤(b)制得的颗粒加入熔融液中搅拌均匀，浇注成块状，待其冷却至室温即为所得精炼剂。
[0006]本发明精炼剂的脱杂质率在65-75%之间，去除合金液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化合金液提高了内部质量，气孔度降低1-2度，得到有效的控制。
[0007]本发明的有益效果:
本发明铝合金中添加了少量的La、Dy ,Ho、W、Hf等修饰元素，它们能与铝合金发生有效的微合金化作用，从而大幅度提高铝合金的合金强度、焊接性以及韧性等性能，减少裂纹以及断裂等现象的发生，延长铆钉的使用寿命。
【具体实施方式】
[0008]一种铆钉用铝合金，其各元素按质量百分比组成为:Si 0.3-0.5, Cu 2.4-3.2,Mg 1.2-1.8、Zn 0.05-0.1、Mn 0.15-0.25、Ti 0.05-0.1、Fe 0.1-0.2、Cr 0.06-0.12、Co
0.05-0.15,Pb 0.03-0.06,W 0.02-0.04,Hf 0.01-0.03,B 0.004-0.008,La 0.03-0.05,Dy
0.02-0.03、Ho 0.01-0.02、余量为铝。
[0009]铆钉用铝合金的制备方法:将铝锭、电解铜、镁锭投入到熔炼炉中，加热至690°C，待全部熔化后，添加Al-S1、Al-Fe、Al-Μη、Al_Zn、Al-Cr等中间合金，升温至725°C，待合金熔化后，升温至740°C，再加入稀土合金锭和Al-T1-B中间合金，搅拌18min，然后加入精炼剂精炼12min，扒渣后静置8min，再用75%Ar+25%N2除气精炼25min，扒渣后静置15min，然后在715°C温度下浇铸成型，将所得的铸锭以1120°C /h速率升温至250°C，保温5h，再以500C /h速率升温至360°C，保温4h，再以40°C /h速率升温至520°C，保温15h，再以300°C /h速率降温至170°C，放入沸水中保温8h，再以-220°C /h速率升温至480°C，保温10h，然后以90°C /h速率降温至330°C，保温4h，再以120°C /h降温至150°C，保温2h，空冷至室温即可；
所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量(kg)的原料:氯化镁10、氯化钡8、硫化钾7、蛭石10、冰晶石8、石英砂4、铝矾土 6、硅酸钠28、纳米氮化硅8、纳米碳化钙10 ；b.将蛭石、冰晶石、石英 砂、铝矾土粉碎过400目筛，混合均匀，再加入硅酸钠、纳米氮化硅、纳米碳化钙以及适量的水，4000rpm高速研磨8min,制粒,然后将制得的颗粒在460°C下焙烧4h,冷却至室温，待用；c.将氯化镁、氯化钡、硫化钾混合均匀，加热至940°C，待其全部熔融后，将上述步骤(b)制得的颗粒加入熔融液中搅拌均匀，浇注成块状，待其冷却至室温即为所得精炼剂。
[0010]制得的铝合金经检验，其主要性能为:抗拉强度412Mpa，抗剪强度278MPa，延伸率
16.6%ο
【权利要求】
1.一种铆钉用铝合金，其特征在于:其各元素按质量百分比组成为:Si 0.3-0.5,Cu 2.4-3.2, Mg 1.2-1.8, Zn 0.05-0.K Mn 0.15-0.25, Ti 0.05-0.K Fe 0.1-0.2, Cr0.06-0.12,Co 0.05-0.15,Pb 0.03-0.06,W 0.02-0.04,Hf 0.01-0.03,B 0.004-0.008,La0.03-0.05、Dy 0.02-0.03, Ho 0.01-0.02、余量为铝。
2.根据权利要求1所述的铆钉用铝合金的制备方法，其特征在于:将铝锭、电解铜、镁锭投入到熔炼炉中，加热至680-710°C，待全部熔化后，添加Al-S1、Al-Fe、Al_Mn、Al_Zn、Al-Cr等中间合金，升温至720-730°C，待合金熔化后，升温至730_750°C，再加入稀土合金锭和Al-T1-B中间合金，搅拌15-20min，然后加入精炼剂精炼10_15min，扒渣后静置5-10min,再用 75%Ar+25%N2 除气精炼 20_30min，扒渣后静置 10_15min，然后在 710_720°C温度下浇铸成型，将所得的铸锭以100-120°C /h速率升温至240-260°C，保温4-6h，再以50-600C /h 速率升温至 340-380°C，保温 3-5h，再以 35-45°C /h 速率升温至 510_530°C，保温10-15h，再以280-320 °C /h速率降温至160-180 V,放入沸水中保温5_10h，再以200-220°C /h速率升温至470-490°C，保温8-12h，然后以80-100°C /h速率降温至320-350°C，保温3-4h，再以100_120°C /h降温至140_160°C，保温l_2h，空冷至室温即可； 所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化镁10-15、氯化钡5-10、硫化钾5-10、蛭石8-12、冰晶石5-10、石英砂3-6、铝矾土 4_8、硅酸钠20-30、纳米氮化硅5-10、纳米碳化钙8-12 ；b.将蛭石、冰晶石、石英砂、铝矾土粉碎过400-500目筛，混合均匀，再加入娃酸钠、纳米氮化娃、纳米碳化钙以及适量的水，3000-5000rpm高速研磨5_10min,制粒，然后将制得的颗粒在450-480°C下焙烧3-5h，冷却至室温，待用；c.将氯化镁、氯化钡、硫化钾混合均匀，加热至930-950°C，待其全部熔融后，将上述步骤(b)制得的颗粒加入熔融液中搅拌均匀， 浇注成块状，待其冷却至室温即为所得精炼剂。
【文档编号】C22C1/06GK103469038SQ201310348394
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月12日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】陈鹏, 王冲, 金继松 申请人:安徽环宇铝业有限公司