本发明涉及合金领域，具体涉及一种高强度高硬度铝合金及其制备方法。
背景技术：
铝合金是以铝为基础加入其它元素组成的合金，其具有比重小、强度高、耐腐蚀、导电导热性好、环保及可回收利用等优点，已成为日常应用最为广泛的材料之一。
铝合金是一种有利于设备轻量化的多性能材料。通过调节各种元素成分的不同，铝合金可以分别具有高导热、高导电率、高屈服强度、高抗拉强度、抗腐蚀、高韧性、高硬度等不同的性能。被广泛用于通讯、汽车、交通运输、动力和航天航空等领域。随着科技的不断发展，高新技术对于材料的要求也越来越高。以往单一的性能已经无法满足技术的发展要求。现在的铝合金材料不但对其基本的化学成分有严格的要求，还需要满足各种特殊的使用要求，兼顾多种性能。在这些性能之中，有些甚至是以往被认为相互存在一定的矛盾的。针对不同的材料使用特点，按其本身特定的要求，对材料中各种成分及其性能进行合理调配、优化，使之创造出所对应的一种新的铝合金材料是目前乃至今后一段发展时期的客观需要。
随着科学技术的飞速发展，设备的性能要求和精密程度越来越高，精密的设备伴随着苛刻的运行环境要求，对强度和硬度有了更高的要求。对于现在即将到来的5g时代，对传输速度要求非常高，现市场上基本使用adc12铝合金材料进行生产手机中板，目前adc12铝合金已经满足不了市场需求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高强度高硬度铝合金，所述的高强度高硬度铝合金具有优异的硬度、强度。
本发明所要解决的上述技术问题，通过如下技术方案予以实现：
一种高强度高硬度铝合金
作为一种优选方案，所述高强度高硬度铝合金由下列重量百分比的物质组成：硅5~8%，铁0~1.5%，铜2~5%，锰0.4~1.2%，镁0~0.3%，锌12~20%，钛0.08~0.24%，镍0.09~0.22%，微量元素0~0.05%，余量为铝。
作为一种优选方案，所述高强度高硬度铝合金由下列重量百分比的物质组成：硅6~7%，铁0~0.7%，铜3~4%，锰0.5~1.0%，镁0~0.2%，锌14~18%，钛0.1~0.2%，镍0.01~0.2%，微量元素0~0.05%，余量为铝。
作为一种优选方案，所述微量元素为钼、钒、锶中的一种或多种。
作为一种优选方案，所述高强度高硬度铝合金还包括占总质量0.4~0.6%的改性氢化钛粉。
作为一种优选方案，所述改性氢化钛粉由如下重量份的原料制成：氢化钛粉8~10份，硬脂酸单甘油酯0.8~1.2份，碳酸钙4~6份，硅烷偶联剂1~2份。
作为一种优选方案，所述改性氢化钛粉制备方法为：取氢化钛粉进行研磨处理；处理后加入单硬脂酸甘油酯、碳酸钙加热至90~110℃，搅拌均匀，随后加入硅烷偶联剂，搅拌2~4小时，冷却至室温，依次进行干燥、研磨即得所述改性氢化钛粉。
作为一种优选方案，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本发明还提供一种高强度高硬度铝合金的制备方法，包含如下步骤：
s1.称取各原料在650~750℃进行熔炼，待合金全部熔化后搅拌均匀，制得熔炼合金；
s2.对上述熔炼合金进行浇注，冷却至室温，得到铝合金铸锭；
s3.在温度550~600℃时对铝合金铸锭进行0.5~1小时固溶，固溶完成后在温度300~350℃时进行0.6~1小时淬火；
s4.将淬火处理后的材料进行时效处理，热处理工艺为140~170℃下处理1～4小时，出炉空冷，制得所述铝合金。
作为一种优选方案，步骤s2中浇注方法为：将熔炼合金压铸成形，预热温度145~155℃，合金浇注温度为645~665℃，压射速度2.6~3.2m/s，增压压力80~90mpa。
作为一种优选方案，步骤s3中：在温度570℃时对铝合金铸锭进行0.8小时固溶，固溶完成后在温度320℃时进行0.7小时淬火。
作为一种优选方案，步骤s4中时效处理方法为：热处理工艺为155~165℃下处理2~3小时，出炉空冷。
有益效果：（1）本发明所造铝合金材料浇铸拉伸棒材的抗拉强度可达到380mpa，屈服强度可达到285mpa，布氏硬度可达到145hb；（2）通过加入改性氢化钛粉，可进一步提升铝合金的硬度、强度；（3）该铝合金可用于航空航天、电子通讯、汽车及兵器等领域中的高强度高硬度结构件以及外装零件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强度高硬度铝合金
铝合金由下列重量百分比的物质组成：硅6.5%，铁0.35%，铜3.5%，锰0.75%，镁0.1%，锌16%，钛0.15%，镍0.1%，钒0.025％，余量为铝。
高强度高硬度铝合金制备方法，包含如下步骤：
s1.称取各原料在700℃进行熔炼，待合金全部熔化后搅拌均匀，制得熔炼合金；
s2.对上述熔炼合金进行浇注，将熔炼合金压铸成形，预热温度150℃，合金浇注温度为650℃，压射速度3m/s，增压压力85mpa，冷却至室温，得到铝合金铸锭；
s3.在温度570℃时对铝合金铸锭进行0.8小时固溶，固溶完成后在温度320℃时进行0.7小时淬火；
s4.将淬火处理后的材料进行时效处理，热处理工艺为160℃下处理2.5小时，出炉空冷，制得所述铝合金。
实施例2
一种高强度高硬度铝合金
实施例2与实施例1不同之处在于，实施例2与实施例1铝合金配方不同，其它都相同。
硅6%，铁0.7%，铜3%，锰1%，镁0%，锌18%，钛0.1%，镍0.2%，钒0%，余量为铝。
实施例3
一种高强度高硬度铝合金
实施例3与实施例1不同之处在于，铝合金配方不同，其他都相同。
铝合金由下列重量百分比的物质组成：硅7%，铁0%，铜4%，锰0.5%，镁0.2%，锌14%，钛0.2%，镍0.01%，铬0.05％，余量为铝。
实施例4
一种高强度高硬度铝合金
实施例4与实施例1不同之处在于，实施例4配方中加了0.5%的改性氢化钛粉，其他都相同。
改性氢化钛粉按重量份计包括：氢化钛粉9份，硬脂酸单甘油酯1份，碳酸钙5份，硅烷偶联剂1.5份。
改性氢化钛粉制备方法为：取氢化钛粉进行研磨处理；处理后加入硬脂酸单甘油酯、碳酸钙加热至60℃，搅拌均匀，随后加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，冷却至室温，依次进行干燥、研磨即得所述改性氢化钛粉。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
对比例1
一种高强度高硬度铝合金
对比例1与实施例4不同之处在于，对比例1所用的氢化钛粉为未改性的氢化钛粉，其它都相同。
为了进一步证明本发明的效果，对采用本实施例、对比例制备的铝合金与常规的adc12铝合金进行物理机械性能对比，见表1。
表1实施例、对比例与adc12物理机械性能对比表
性能测试方法是按照gb/t228.1-2010《金属材料拉伸试验第一部分：室温试验方法》和gb5237-2004进行的，试验设备：铝合金抗拉强度试验机、布氏硬度计。
通过表1，可看出实施例4是最佳实施方法，比较实施例4与adc12铝合金可看出，本发明所制的铝合金强度与硬度对比adc12铝合金全面的提升；比较实施例4与实施例1可看出，加了改性氢化钛粉的铝合金，性能有了进一步的提升；比较实施例1、2、3可看出，不同配比的铝合金存在一定的性能差异，实施例1为最佳配比；通过比较实施例4与对比例1可看出，改性氢化钛粉相比于未改性氢化钛粉所制铝合金有更好的强度、硬度。由此可见本发明所述改性氢化钛粉对于提升铝合金的硬度、强度具有显而易见的效果；改性氢化钛粉能够细化铝合金组织的元素，金属材料晶粒越细，组织越细，力学性能就越高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。