一种ag强化铝合金及其制备方法
技术领域
1.本技术涉及铝合金技术领域，特别是涉及一种ag强化铝合金及其制备方法。
背景技术：
2.可热处理型al-zn-mg-cu系合金主要强化相为mgzn2，为了提高合金的强度，最常见的做法是适当增加zn与mg的含量，但随着zn、mg总含量的增加，该合金在t6态时的导电率明显降低以及应力腐蚀开裂倾向显著增加，严重限制了该材料的使用性能及应用发展。因此，需要适当控制添加元素总含量及其他微量元素，实现铝合金性能的综合调控。
3.近年来，科研工作者发现在铝合金中添加ag元素，可以在一定程度上促进zn、mg原子团簇，进而促进亚稳细小析出相的形成，同时，ag本身充当合金化元素可以起到强化作用。然而由于ag密度远高于al，在铝合金熔炼铸造过程中直接加入ag块容易发生沉降、偏析，不仅铸锭组织不均匀从而导致材料性能下降，甚至在浇铸时直接开裂。同时由于ag属于贵重金属，ag在铝合金熔体中的烧损率和充分扩散程度都直接影响最终产品的成本。
技术实现要素：
4.为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种ag强化铝合金的制备方法；本发明的第二个目的为提供一种由上述制备方法制得的ag强化铝合金；本技术提供的ag强化铝合金，通过选用合适的合金元素，并在制备时将ag以粉末的形式加以搅拌掺杂到铝熔体中，可以保障ag充分熔化并弥散分布，ag还可以充当导电搭桥，能起到强化作用的同时还能提高导电性。同时，铝合金经特殊的四级时效处理后，能保持高导电性高强度。
5.本发明提供的技术方案如下：
6.一种ag强化铝合金的制备方法，包括以下步骤：
7.按照以下质量百分比配料：zn 6.2～7.4％、mg 1.5～2.0％、cu 0.3～1.3％、zr 0.1～0.35％、al余量，且除al外其余元素总含量不超过12％；
8.将配料熔炼得到合金溶液，合金溶液温度升高到790℃～800℃，加入ag粉，加入ag粉的同时搅拌，完全加入后继续搅拌30～60min，搅拌结束静置10～20min，除气打渣后在720℃～750℃下进行浇注得到铝合金铸锭；
9.将铝合金铸锭进行均匀化处理；
10.对均匀化处理后的铝合金铸锭，按挤压比18～19进行挤压；
11.对挤压态铝合金进行固溶处理；
12.对固溶态铝合金进行时效处理。
13.优选地，将配料在700℃～760℃下熔炼得到合金溶液；和/或，
14.按照质量百分比0.3～0.7％加入ag粉。
15.优选地，所用ag粉的纯度为大于等于99.95％；和/或，
16.所用ag粉的粒度为50～100nm。
17.优选地，均匀化处理工艺具体为：在410
±
5℃保温6～10h，然后460
±
5℃保温24～
30h。
18.优选地，对均匀化处理后的铝合金铸锭进行挤压具体为：挤压筒预热至温度达到430
±
5℃，挤压模具、铸锭在440
±
5℃预热3～5h。
19.优选地，挤压速率为0.2～0.3mm/s。
20.优选地，固溶处理具体为：将挤压态铝合金在415～425℃保温2～3h，然后在465～475℃保温2～3h，保温结束后水淬。
21.优选地，失效处理具体为：将固溶态铝合金在115～125℃保温6～8h，然后在155℃～165℃保温6～8h，水淬，继续在215～225℃保温25min～55min，在110～120℃保温22～24h，保温结束后空冷。
22.一种上述任一项所述的制备方法制备得到的ag强化铝合金。
23.本技术提供的ag强化铝合金的制备方法，选用的合金元素包括zn、mg、cu、zr和ag，余量为al。其中，zn、mg是主要强化相mgzn2相的必要组成元素，在经热处理后的铝合金中起到析出强化的作用；cu、zr既可以充当固溶强化原子，也可以促进mgzn2相细小弥散析出。本技术控制合金化元素不超过12％，降低了固溶原子对电子运动的阻碍作用，同时，加入ag与mg、zn相互影响，降低各自在铝基体中的固溶度，一定程度促进了mgzn2相的析出，且ag可以提高铝合金挤压组织中残留的非平衡共晶相的相变温度，升高强化固溶的温度，降低因固溶而发生组织过烧的风险。
24.ag的电阻率约为al的一半，本技术提供的制备方法，将ag以粉末的形式加以搅拌掺杂到铝熔体中，可以保障ag充分熔化并弥散分布，ag还可以充当导电搭桥，能起到强化作用的同时还能提高导电性。同时，铝合金经特殊的四级时效处理后晶界为不连续链状，降低了晶界对电子自由运动的阻碍作用，同时晶界析出的强化相仍起强化作用，因而铝合金能保持高导电性高强度。
具体实施方式
25.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.实施例1
27.按照以下质量百分比配料：zn6.8％、mg1.7％、cu0.8％、zr0.2％、al余量；
28.将配料置于中频感应炉进行熔炼，在740℃下制备合金溶液，升高溶液温度到790℃，按照质量百分比0.3％加入ag粉，ag粉纯度为99.95％，粒度为50nm；加入ag粉的同时进行搅拌，完全加入后继续搅拌30min，搅拌结束静置10min，除气打渣操作后在720℃下进行浇注得到铝合金铸锭，铝合金铸锭直径为260mm；
29.将铝合金铸锭进行均匀化处理，消除成分与组织不均，均匀化处理工艺为410
±
5℃保温6h，然后460
±
5℃保温26h；
30.将铸锭挤压成直径为60mm的棒材，挤压比为18.7，挤压筒预热至温度达到430
±
5℃，挤压模具、铸锭在440
±
5℃预热3h；挤压速率为0.2～0.3mm/s；
31.将挤压态铝合金在420℃保温3h，在470℃保温2h，保温结束后水淬；
32.将固溶态铝合金在120℃保温6h，然后在160℃保温7h，水淬，继续在220℃保温30min，在120℃保温24h，保温结束后空冷。
33.实施例2
34.按照以下质量百分比配料：zn6.8％、mg1.7％、cu0.8％、zr0.2％、al余量；
35.将配料置于中频感应炉进行熔炼，在740℃下制备合金溶液，升高溶液温度到790℃，按照质量百分比0.3％加入ag粉，ag粉的纯度为99.95％，粒度为50nm；加入ag粉的同时进行搅拌，完全加入后继续搅拌30min，搅拌结束静置10min，除气打渣操作后在720℃下进行浇注得到铝合金铸锭，直径为260mm；
36.将铝合金铸锭进行均匀化处理，消除成分与组织不均，均匀化处理工艺为410
±
5℃保温6h，然后460
±
5℃保温26h；
37.将铸锭挤压成直径为60mm的棒材，挤压比为18.7，挤压筒预热至温度达到430
±
5℃，挤压模具、铸锭在440
±
5℃预热3h；挤压速率为0.2～0.3mm/s；
38.将挤压态铝合金在420℃保温3h，在475℃保温2h，保温结束后水淬；
39.将固溶态铝合金在120℃保温6h，在160℃保温7h，水淬，继续在220℃保温30min，在120℃保温24h，保温结束后空冷。
40.实施例3
41.按照以下质量百分比配料：zn7.2％、mg1.8％、cu0.6％、zr0.28％、al余量；
42.将配料置于中频感应炉进行熔炼，在740℃下制备合金溶液，升高溶液温度到790℃，按照质量百分比0.45％加入ag粉，ag粉的纯度为99.95％，粒度为50nm；加入ag粉的同时进行搅拌，完全加入后继续搅拌45min，搅拌结束静置20min，除气打渣操作后在740℃下进行浇注得到铝合金铸锭，直径为260mm；
43.将铝合金铸锭进行均匀化处理，消除成分与组织不均，均匀化处理工艺为410
±
5℃保温6h，然后460
±
5℃保温26h；
44.将铸锭挤压成直径为60mm的棒材，挤压比为18.7，挤压筒预热至温度达到430
±
5℃，挤压模具、铸锭在440
±
5℃预热3～5h；挤压速率为0.2～0.3mm/s；
45.将挤压态铝合金在420℃保温3h，在470℃保温2h，保温结束后水淬；
46.将固溶态铝合金在120℃保温6h，在160℃保温7h，水淬，继续在220℃保温30min，在120℃保温24h，保温结束后空冷。
47.对实施例1-3制备的ag强化铝合金进行性能检测，如下表所示：
[0048] 导电率(％iacs)抗拉强度(mpa)屈服强度(mpa)延伸率(％)实施例14454951313.8实施例243.155852516.2实施例344.255652114.5
[0049]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。