一種具有超塑性的錳鋁合金板材及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁合金板材加工技術領域，具體是一種具有超塑性的錳鋁合金板材及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 能源、環(huán)保、安全是當今世界汽車工業(yè)面臨的難題，汽車輕量化是降低能源消耗、 提高汽車燃油經濟性、減少環(huán)境污染的有效途徑。鋁合金作為傳統(tǒng)的金屬材料，因其密度 小、比強度高、耐腐蝕、密度小，抗沖擊性能好，易表面著色，良好的加工成形性，以及極高的 再回收、再生性等一系列優(yōu)良特性，成為汽車輕量化的理想料。
[0003] 隨著現(xiàn)代工業(yè)及鑄造新技術的發(fā)展，對鋁合金，如具有高強度、高塑性、優(yōu)良的耐 磨性和耐腐蝕性的鋁合金，需求量越來越大。經過幾十年的發(fā)展，高強度鋁合金已形成完整 系列，性能趨于穩(wěn)定，生產方法日益完善，成為材料領域中不可或缺的合金體系。但目前高 強度鋁合金的塑性較低，一般不能承受較大的變形量，從而使其應用受到較大的限制。許多 需要高塑性的重要部件多采用變形鋁合金制造。然而變形鋁合金雖然具有理想的高塑性， 但其加工過程對設備和工裝模具要求高，工序多，因此生產周期長，成本很高。相比之下，鑄 造鋁合金具有價格低廉、鑄件組織各向同性、容易生產形狀復雜的零件，既可以單件生產也 可以大批量生產等許多優(yōu)點。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有超塑性的錳鋁合金板材及其制備方法，制得的錳 鋁合金板材具有高溫超塑性能，橫向延伸率可達214~228 %，縱向延伸率可達236~250 %。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
[0006] -種具有超塑性的錳鋁合金板材，按照重量百分比計，由以下組分制成:錳3.2~ 3.8%、鋅0.8~1.2%、鈦 0.22~0.3%、鉍0.2~0.3%、銅0.08~0.12%、鐿0.03~0.07 %、 鎘0 · 04~0 · 08%、硅0 · 8~1 · 1 %和余量的鋁。
[0007] 作為本發(fā)明進一步的方案：按照重量百分比計，由以下組分制成:錳3.4~3.6%、 鋅0.9~1.1%、鈦0.25~0.28%、鉍0.24~0.26%、銅0.09~0.11%、鐿0.04~0.06%、鎘 0.05~0.07%、硅0.8~1.0%和余量的鋁。
[0008] 作為本發(fā)明進一步的方案：按照重量百分比計，由以下組分制成：錳3.5%、鋅 1.0%、鈦 0.26%、鉍 0.25%、銅0.1 %、鐿 0.05%、鎘 0.06%、硅 0.9%和余量的鋁。
[0009] 所述的具有超塑性的錳鋁合金板材的制備方法，包括以下步驟：
[0010] (1)按上述重量百分比，準備各組分原料，各組分原料為純錠材料或合金材料；
[0011] (2)將鋁錠加入到熔煉爐中，在720~730°C的溫度下熔煉，當鋁錠完全熔化后，將 熔煉爐升溫至750~780°C，然后繼續(xù)往熔煉爐中投入各合金材料，保溫直至熔煉爐中的合 金完全呈液態(tài)時，進行充分攪拌，然后按照鋁合金熔體質量的0.65~0.68 %加入覆蓋劑SY-LF1，待鋁合金熔體溫度降至720~730°C時，再按照鋁合金熔體質量的0.45~0.5 %加入精 煉劑六氯乙烷，對鋁合金熔體進行精煉12~15min，靜置35~40min后，撇去表面浮渣，得到 鋁合金熔液；
[0012] (3)在溫度為720~730°C、水壓為0.12~0.14MPa、速度為38~40mm/min的條件下 對錯合金恪液進行鑄造，得到錯合金鑄錠；
[0013] (4)將錯合金鑄錠放入處理爐中加熱至450~460°C，保溫時間為1~1.5h，出爐水 冷，將上述經過處理的鋁合金鑄錠在2~3GPa的壓力下加熱到470~480°C，保溫20~30min 后，斷電保壓自然冷卻至室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為2.0~2.2L/min，得到退火后的 錯合金鑄錠；
[0014] (5)對退火后的鋁合金鑄錠銑面，然后放入臺式爐加熱中加熱至400~420°C，保溫 6~8h后進行乳制，得到熱乳板；
[0015] (6)將熱乳板在溫度為170~178°C條件下進行中溫卷乳，得到具有超塑性的錳鋁 合金板材。
[0016] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0017] 本發(fā)明制得的錳鋁合金板材具有高溫超塑性能，板材的橫向延伸率可達214~ 228%，縱向延伸率可達236~250%，能一步成形出形狀復雜的工件，而且成形沒有回彈，尺 寸穩(wěn)定，加工偏差小于3.9%。，公差與精密機加工相近。此外，該制備方法符合綠色環(huán)保加 工，能夠滿足成形變形量更大、形狀更復雜的成形需求，并且可以完全替代進口同類產品。
[0018] 本發(fā)明制得的錳鋁合金板材可用于制造航空、航天、汽車、火車、建筑業(yè)、電子和醫(yī) 療等領域中鋁合金制造的復雜形狀工件。
【具體實施方式】
[0019] 下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020] 實施例1
[0021] 本發(fā)明實施例中，一種具有超塑性的錳鋁合金板材，按照重量百分比計，由以下組 分制成:錳3.2%、鋅1.2%、鈦0.22%、鉍0.3%、銅0.08%、鐿0.07%、鎘0.04%、硅1.1 %和 余量的錯。
[0022] 所述的具有超塑性的錳鋁合金板材的制備方法，包括以下步驟：
[0023] (1)按上述重量百分比，準備各組分原料，各組分原料為純錠材料或合金材料；
[0024] (2)將鋁錠加入到熔煉爐中，在730°C的溫度下熔煉，當鋁錠完全熔化后，將熔煉爐 升溫至780°C，然后繼續(xù)往熔煉爐中投入各合金材料，保溫直至熔煉爐中的合金完全呈液態(tài) 時，進行充分攪拌，然后按照鋁合金熔體質量的0.68 %加入覆蓋劑SY-LF1，待鋁合金熔體溫 度降至720°C時，再按照鋁合金熔體質量的0.45 %加入精煉劑六氯乙烷，對鋁合金熔體進行 精煉15min，靜置35min后，撇去表面浮渣，得到鋁合金熔液；
[0025] (3)在溫度為730°(3、水壓為0.1210^、速度為40臟/1^11的條件下對鋁合金熔液進行 鑄造，得到錯合金鑄錠；
[0026] (4)將鋁合金鑄錠放入處理爐中加熱至460°C，保溫時間為1.5h，出爐水冷，將上述 經過處理的鋁合金鑄錠在3GPa的壓力下加熱到480°C，保溫20min后，斷電保壓自然冷卻至 室溫，其冷卻壓頭的循環(huán)水流量為2. OL/min，得到退火后的鋁合金鑄錠；
[0027] (5)對退火后的鋁合金鑄錠銑面，然后放入臺式爐加熱中加熱至420°C，保溫7h后 進行乳制，得到熱乳板；
[0028] (6)將熱乳板在溫度為1