技术摘要：
本发明公开了一种高强度耐磨铝合金的生产方法，具体公开了熔铸→挤压→退火→辊式矫直→锯切短料→离线淬火→人工时效的高强度耐磨铝合金生产工艺流程；铝合金经过有效变质处理和热处理后,具有优良的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。铝合金中Si元素高达到10％～12％,  全部
背景技术：
4Y32铝合金中主要合金元素为Si，属于4000系变形铝合金。其Si含量在10％- 11％，非常接近Al-Si共晶点12.5％，4Y32铝合金属于Al-Si系变形铝合金,Si为主要合金元 素,由于Si比重和线膨胀系数都比铝小,同为面心立方晶体,熔化潜热大；因而具有流动性 好、铸造收缩小、疏松缩孔较小等优点。 根据Al-Si二元相图可知，共晶温度为577℃，共晶点的成分为12.6％或11.7％。在 共晶温度下，Si在Al中的最大溶解度是1.65％，而在常温下仅为0.05％，其主要组成成分为 α(Al) <α(Al) Si>共晶，<α(Al) Si>共晶，初晶Si <α(Al) Si>共晶。铸态下未经变质的共 晶硅相呈现粗大的针片状；共晶和过共晶组织的初晶Si相呈现多边形块状，这种粗大的多 边形状初晶Si硬脆，再加上尖锐的棱角，使其对基体的割裂作用异常显著，从而恶化了合计 的塑性和强度。硅含量超过8％的Al-Si合金不进行变质处理塑韧性非常差。对于那些添加 了Cu、Mg等合金元素的4000合金因析出了Mg2Si、CuAl2和S(Al2MgCu)相从而可进行离线固 溶 人工时效的方式来大幅提高力学性能。研究表明，4000合金的线膨胀系数随硅含量的增 加而减小；共晶硅和初晶硅都是软基体上分布很多硬质点的耐磨材料，其耐磨性也是与硅 含量成正比关系的。需要提供一种4Y32合金的生产方法，可大大改善合金的挤压工艺性能， 可保证挤压材料的最终工艺性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种耐磨性好，高强度，耐高温的铝合金的生产方法。 本发明通过以下技术方案实现的： 一种高强度耐磨铝合金的生产方法，包括以下步骤： 步骤(1)，熔铸工序； 配料：按照化学成分质量分数为：Si  10-11％；Fe  0.11-0.25％，Cu  2.5-3.5％，Mn  0.35-0.64％，Mg  0.40-0.60％，Cr  0.10％，Zn  0.25％，Ti  0.05％，Sb  0.15-0.20％，其他 元素每种少于0.05％，总计不超过0.15％；余量为AI； 投料：先在熔铸炉炉底铺一层结晶硅；接着往熔铸炉加入废料及铝锭，废料和铝锭 比例为2:3； 熔炼：将废料及铝锭加入熔铸炉后升温至800℃进行熔炼，保温一小时后采用人工 压漂浮的硅，再采用电磁搅拌0.5h，待熔铸炉内的温度下降到740℃时即开始进行合金化； 合金化：将镁锭、铁剂、电解铜、锰剂放进专用的合金化加料框，将合金化加料框沉 浸在熔铸炉的液面以下进行合金化，期间采用电磁持续不停搅拌，并且辅之以30min的人工 搅拌； 精炼：合金化完成后，取样品分析成分，若样品成分合格则进行第一次精炼；通过 4 CN 111575554 A 说　明　书 2/6 页 氩气吹送40kg  6AB精炼剂进入熔炼炉精炼20min，精炼完成后再取样品成分分析；若样品成 分合格，则添加锑锭再进行精炼15min后起铸；若样品成分分析不合格，则补充合金辅料和 锑锭再度精炼20min后起铸； 铸造：设定除气箱转速390±5r/min，氩气压力0.28-0.32MPa，流量2.8-3.5标准立 方，过滤板为派罗特克40ppi 80ppi，铸造前对与铝水接触的流槽、工具等喷上涂料并进行 充分烘烤，至少提前1个小时进行，直到起铸；将精炼后的铝合金铸造成铸棒；铸造出口温度 为730-740℃；除气箱熔池铝液温为720-730℃；模盘尾端温度为695-705℃；起铸速度为 50mm/min；铸造速度为80-90mm/min；对铸棒取样检测；铸棒头尾取样送检成分、低倍组织和 金相组织；在对铸棒进行均质处理，保温温度490℃，保温时间16h； 步骤(2)，挤压工序； 短棒锯切：根据ERP系统BOM表配方将铸棒锯切下上机短棒； 挤压：设置挤压模具，外模φ106.1±0.02mm、内模φ85.6±0.02mm，采用φ95mm穿 心杆，设置棒温430±10℃、挤压主缸速度3.0-3.5mm/s、吹风冷却，对短棒进行挤压，挤压完 成后挤压素材尺寸为：外径φ105( 0.5，-0.3)mm、内径φ85( 0.3，-0.5)mm； 步骤(3)，挤压素材退火，保温温度300℃，保温时间3h； 步骤(4)，矫直工序；退火出来的挤压素材经辊式矫直机矫直，再锯切出短料； 步骤(5)，热处理工序，短料进行离线淬火，保温温度510-520℃，保温时间2.5h；短 料进行人工时效处理，保温温度175℃，保温时间12h。 进一步地，在所述步骤(1)中，除气箱熔池铝液温度的高低通过调节加热棒温度来 实现。 进一步地，在所述步骤(1)中,过滤箱加热温度主要是控制铸盘温度来调节，若铸 盘铝液温度偏高，将加热温度调整至730℃，若铝液温度偏低，加热温度可调整至900℃。 进一步地，在所述步骤(1)中，铸棒的铸造长度为200mm之前需要打捞和过滤掉流 槽表面浮渣，铸棒铸造平稳后，严禁破坏过滤箱后铝液表面的氧化膜；打捞和过滤掉流槽表 面浮渣后横盘面上盖上盖子做好保温措施；铸造稳定时，在除气箱后，过滤盆前取样测试氢 含量。 进一步地，在所述步骤(5)中，所述短料进行离线淬火时，保温温度510℃，保温时 间2.5h。 进一步地，在所述步骤(5)中，所述短料进行离线淬火时，保温温度520℃，保温时 间2.5h。 进一步地，在所述步骤(1)中，所述废料为4000系列铝合金。 本发明的有益效果： 本发明的铝合金经过有效变质处理和热处理后,具有优良的机械性能、物理性能 和抗腐蚀性能。铝合金中Si元素高达到10％～12％,再配以Cu、Mn、Mg、Sb等元素，使组织中 存在较多的共晶体、初晶Si及强化相，这些共晶体、初晶Si晶粒脆硬，大大提高了合金的耐 磨性和力学性能，同时耐高温性能，以及强度和塑韧性也大大提高。得益于4Y32铝合金可塑 性变形且热膨胀系数较小、抗蠕变和抗疲劳，常用来加工成锻件，其被广泛应于用内燃机、 汽车、空调、焊条以及航空等领域；社会效益和经济效益好。 5 CN 111575554 A 说　明　书 3/6 页 附图说明 图1为本发明实施例1的铸棒取样检测的低倍组织成像图； 图2为本发明实施例1的铸棒取样检测的金相组织成像图。