[发明专利]一种模具用高强度铝镁合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及模具材料技术领域，具体涉及一种模具用高强度铝镁合金材料。

背景技术

铝合金材料大量运用于建筑、民用和工业领域，而目前工业用高强铝合金材料很多不同的要求，如要求具有高强度、高韧性和良好的加 工成型性能、高耐腐蚀能力、有多种表面处理性能或者良好的热处理性能等，现有高强铝合金材料只满足上述部分条件，不能同时满足上述所有的条件，尤其是在使用过程中磨损严重，使用寿命短等问题；这也使得铝合金材料在使用中受到限制，影响高度铝合金的使用量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模具用高强度铝镁合金材料，具有高强度、硬度和耐腐蚀性，能够延长使用的寿命。

本发明为了实现上述目的，提供技术方案是：一种模具用高强度铝镁合金材料，包括以下重量百分比的成分：Cu：1.1-1.2％，Mg： 5.3-5.6％，Si ：0.2-0.25％，Zn：0.1-0.15％， Fe：0..1-0.2％ ,Mn：1.2-1.6％ ,Ti：0.6-0.7％，W：0.03-0.06%，Cr：0.02-0.04％，Zr：0.07-0.12％，La:0.06-0.08%, Sm：0.05-0.07％ ,Nd：0.05-0.06％ ,Y 0.05-0.07％ , Pr：0.02-0.04%，Gd：0.01-0.03%,余量为Al和不可避免杂质。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的包括以下重量百分比的成分： Cu：1.1％，Mg：5.3％，Si ：0.21％，Zn：0.1％， Fe：0..11％ ,Mn：1.3％ ,Ti：0.6％，Cr：0.026％，W：0.04%，Zr：0.076％，La:0.06%, Sm：0.055％ ,Nd：0.052％ ,Y 0.05％, Pr：0.02%，Gd：0.015%,余量为Al和不可避免杂质。

前述的包括以下重量百分比的成分：Cu：1.2％，Mg：5.4％，Si ：0.23％，Zn：0.13％， Fe：0..13％ ,Mn：1.4％ ,Ti：0.64％，W：0.05%，Cr：0.03％，Zr：0.083％，La:0.07%, Sm：0.06％ ,Nd：0.056％ ,Y 0.063％ , Pr：0.03%，Gd：0.02%,余量为Al和不可避免杂质。

本发明提供一种模具用高强度铝镁合金材料制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：两次熔炼：熔炼温度为800-850℃，时间为3-5h，采用风冷以10-15℃/冷却至200-260℃，进行二次熔炼，其温度为780-820℃，时间为1-2h；

步骤二：一次精炼：放入精炼炉中，加入除渣剂，精炼温度为700-750℃，时间为20-25min，扒渣时间为20-30min，其中除渣剂按质量百分比包括：氯化钾：20-25％，碳酸钠：3-8％，硫酸钠：4-8％，氟铝酸钠：2-3％，氟化钠：7-11％，氟化钙：4-7％，硫酸钾：2-6％，氟硅酸钾：6-7％，余量为氯化钠；

步骤三：二次精炼：通入氮气和氩气，精炼温度为680-720℃，时间为10-15min，扒渣时间为15-20min；

步骤四：浇铸成型:浇铸温度为900-950℃，时间为20-30s，得铝镁合金模具毛坯；

步骤五：淬火：将铝镁合金模具放置淬火炉中温度升至680-750℃，保温1-2h，然后浸入淬火油中，保持淬火油温度为90-100℃，时间45-55min，然后冷却至室温，并清洗烘干；

步骤六：将模具放置在480-520℃下进行固溶处理，时间为 2-4h，然后采用雾状的淬火液以10-15℃/s的冷却速率将铝镁合金模具冷至220-260℃；

步骤七：时效处理：温度为160-180℃，时间为3-6h。

本发明的有益效果是：本发明采用上述材料制备的模具，具有高强度和硬度，其中加入量稀土金属，能够填补铝合金表面的缺陷，阻碍晶粒长大，具有晶化细粒的作用，使枝晶网络更为清晰，从而改善铝合金的热塑性，同时稀土金属对铝合金具有良好的变质效果，经过变质处理的铝合金可得到细小均匀的共晶体加初生α固溶体组织，从而显著地提高铝合金的强度及塑性，且稀土金属的变质作用具有长效及重熔稳定的特点；稀土金属的引入，对铝合金材料的耐腐蚀性和抗高温氧化性具有一定的提高，同时也提高了强度和韧性；

在一次精炼中，加入除渣剂，其发热性好，能充分分离渣中的铝质，并分解氧化铝成分，降低铝耗，使铝渣成干性且松散，容易清除；同时也能够大大提高铝液纯度，提高其金属性能；