一种搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110129594A(43)申请公布日2019.08.16(21)申请号201910409000.XC22F3/00(2006.01)(22)申请日2019.05.16(71)申请人江苏理工学院地址213001江苏省常州市中吴大道1801号(72)发明人周东帅蔡有伟徐霞卢雅琳百志好王健李兴成王江涛(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231代理人高姗(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C1/06(2006.01)C22C21/02(2006.01)C22F1/043(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法(57)摘要本发明属于高强度铝合金制备技术领域，具体涉及一种搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法，包括以下步骤：(1)在熔炼炉中加入铝和铝硅中间合金，加热待全部融化后，加入纯镁，熔化后搅拌均匀，加入精炼剂，静置，扒渣后浇注成形制备成亚共晶铝硅合金板材；(2)将亚共晶铝硅合金板材进行双面铣平，直至厚度为9-11mm；(3)采用转速为600～1200r/min、行进速度为40～90mm/min对合金板材进行单道搅拌摩擦加工；(4)将加工后的板材进行固溶热处理和时效热处理，得强化后的亚共晶铝硅合金。本发明通过对亚共晶铝硅合金采用搅拌摩擦加工的方法，改善亚共晶铝硅合金的组织，提高力学性能。CN110129594ACN110129594A权利要求书1/1页1.一种搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在熔炼炉中加入铝和铝硅中间合金，加热待全部融化后，加入纯镁，熔化后搅拌均匀，加入精炼剂，静置，扒渣后浇注成形制备成亚共晶铝硅合金板材；(2)将亚共晶铝硅合金板材进行双面铣平，直至厚度为9-11mm；(3)采用转速为600～1200r/min、行进速度为40～90mm/min对合金板材进行单道搅拌摩擦加工；(4)将加工后的板材进行固溶热处理和时效热处理，得强化后的亚共晶铝硅合金。2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法，其特征在于：步骤(1)中铝硅中间合金为Al-20Si，即硅的质量百分含量为20％。3.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法，其特征在于：步骤(1)中亚共晶铝硅合金各组元成分质量百分含量为：Si6.5～7.5％、Mg0.25～0.45％，余量为Al。4.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法，其特征在于：步骤(1)中熔炼炉加热温度为750-850℃，加入精炼剂后静置时间为5-10min。5.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法，其特征在于：步骤(4)中固溶热处理温度为510～540℃，时间为4～10h。6.根据权利要求1所述的搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法，其特征在于：步骤(4)中时效热处理温度为150～175℃，时间为4～8h。2CN110129594A说明书1/4页一种搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法技术领域[0001]本发明属于高强度铝合金制备技术领域，具体涉及一种搅拌摩擦加工强化亚共晶铝硅合金的方法。背景技术[0002]铸造铝合金由于密度小、比强度高、近终成型性好等特点，普遍的运用于航天航空、汽车、机械等领域。特别是近年来，人们的节能环保意识逐渐加强，汽车逐步向轻量化的趋势发展，因此在车身上铸造铝合金正在越来越多的取代铸铁件。如发动机缸盖、活塞、摇臂、连杆以及刹车系统元件等。在服役环境中这些零件常常需要承担一定的疲劳载荷以及摩擦磨损。但是，普通的亚共晶铝硅合金铸件由于存在较粗的共晶Si相、α-Al枝晶以及疏松等宏观缺陷，这严重影响了工件的力学性能，特别是塑性和疲劳性能降低。传统工艺采用化学改性以及热处理方法对其进行改性处理，但是这些方法不仅工序繁杂，而且不能完全消除铸造孔洞，也很难使得微观组织完全均匀化。除此之外，研究人员还利用喷涂、电镀、堆焊等表面涂层技术和激光熔覆等表面改性技术来延长铝合金的使用寿命以及扩大其使用范围。但是此类方法不可避免的存在能耗大、能量利用率低、层/基界面结合较差等缺点，有悖于节能环保的诉求。[0003]最近，研究者们已经将注意力转移到一种新型材料表面改性技术-搅拌摩擦加工技术(FSP)上。FSP处理是基于搅拌摩擦焊接原理发展得到的一种先进的固相材料组织微观改性技术。其基本原理是利用搅拌头轴肩、搅拌针的摩擦生热、机械搅拌作用对加工区域材料进行热暴露、剧烈的塑性变形、合理的材料迁移，最终使得材料显微组织致密化、均匀化。且相较于其它表面改性技术，FSP技术以摩擦热作为热源，以机械加工的方法实现材料表面