技术领域
[0001] 本
发明涉及
铝合金技术领域，尤其涉及一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材及其制备方法。
背景技术
[0002] 棒球运动是一种以棒球杆击打棒球为特点，并且结合集体性和对抗性为一体的一类球类运动项目。在棒球运动中，主要靠棒球杆是将棒球挥打出去，因此对棒球杆的
力学性能具有一定要求。目前，棒球杆用铝合金型材在韧性及抗冲击性性能上还有待改善。
发明内容
[0003] 基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材及其制备方法，铝合金型材具有优异的韧性及抗冲击性，同时使用寿命长。
[0004] 本发明提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材，其按
质量分数包括以下成分：Si：0.1-0.2％、Mg：2.5-3％、Fe：0.2-0.3％、Cu：0.12-0.2％、Mn：0.12-0.2％、Ni：0.1-0.15％、V：0.15-0.3％、Nb：0.1-0.15％、Mo：0.15-0.22％、Zn：0.12-0.2％、Ti：0.1-0.15％、Zr：0.2-0.4％、Sr：0.05-0.12％、Er：0.08-0.15％，其余为Al及不可避免的杂质。
[0005] 具体实施方式中，Si的质量分数还可以为0.12％、0.14％、0.15％、0.16％、0.18％，Mg的质量分数还可以为2.6％、2.65％、2.7％、2.8％、2.9％，Fe的质量分数还可以为0.22％、0.24％、0.25％、0.26％、0.28％，Cu的质量分数还可以为0.14％、0.15％、
0.16％、0.18％，Mn的质量分数还可以为0.14％、0.15％、0.16％、0.18％，Ni的质量分数还可以为0.11％、0.12％、0.13％、0.14％，V的质量分数还可以为0.18％、0.2％、0.22％、
0.25％、0.28％，Nb的质量分数还可以为0.11％、0.12％、0.13％、0.14％，Mo的质量分数还可以为0.16％、0.18％、0.19％、0.2％、0.21％，Zn的质量分数还可以为0.14％、0.15％、
0.16％、0.18％，Ti的质量分数还可以为0.11％、0.12％、0.13％、0.14％，Zr的质量分数还可以为0.24％、0.28％、0.3％、0.32％、0.35％、0.38％，Sr的质量分数还可以为0.06％、
0.07％、0.08％、0.1％、0.11％，Er的质量分数还可以为0.09％、0.1％、0.12％、0.14％，其余为Al及不可避免的杂质。
[0006] 优选地，Zr、Sr、Er之间的满足以下函数关系式：0.38％≤wZr+wSr++wEr≤0.62％，其中wZr、wSr、wEr分别为Zr、Sr、Er在铝合金中的质量分数。
[0007] 本发明还提出了一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
[0008] S1、熔炼：将原料加入熔炼炉中熔炼，待全部
熔化后作炉前取样分析，得到铝合金液；
[0009] S2、均匀化：将铝合金液浇注成型得到
铸锭，空冷至室温，以2-3℃/min的升温速度升温至340-355℃下保温6-8h，然后再以3-4℃/min升温速度升温至520-550℃保温4-6h，冷却，得到物料A；
[0010] S3、时效处理：将物料A以3-4℃/min的升温速度升温至210-220℃，保温5-6h，再以1-2℃/min的降温速度降温至135-145℃下保温10-12h，冷却，得到棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材。
[0011] 优选地，S1中，熔炼
温度为805-820℃。
[0012] 优选地，S2中，将铝合金液浇注成型得到铸锭，空冷至室温，以2.2-2.8℃/min的升温速度升温至345-350℃下保温6.5-7.5h，然后再以3.2-3.8℃/min升温速度升温至530-540℃保温4.5-5.5h，空冷至室温，得到物料A。
[0013] 优选地，S2中，将铝合金液浇注成型得到铸锭，空冷至室温，以2.5℃/min的升温速度升温至348℃下保温7h，然后再以3.5℃/min升温速度升温至535℃保温5h，空冷至室温，得到物料A。
[0014] 优选地，S3中，将物料A以3.2-3.8℃/min的升温速度升温至212-218℃，保温5.2-5.8h，再以1.2-1.8℃/min的降温速度降温至138-142℃下保温10.5-11.5h，
水冷至室温，得到棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材。
[0015] 优选地，S3中，将物料A以3.5℃/min的升温速度升温至215℃，保温5.5h，再以1.5℃/min的降温速度降温至140℃下保温11h，水冷至室温，得到棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材。
[0016] 本发明通过合理控制Si、Mg、Fe、Cu、Mn、Ni、Mo、Zn、Ti元素在铝合金型材中的含量，为本发明铝合金型材具有良好的力学性能及抗
腐蚀性奠定了
基础；再通过合理设置Zr、Sr、Er三者的含量，使其三者满足0.38％≤wZr+wSr++wEr≤0.62％的函数关系，其在体系中形成弥散分布且热稳定好AlZr3、Al3Sr、AlEr3相，其均匀分布在α-Al基体中，作为非均质核心，促进异质形核形成，起到弥散强化和固溶强化效果，有效抑制铝合金型材再结晶行为，同时消除铝合金型材晶体组织中的
晶界偏析和晶内偏析现象，铝合金型材组织晶粒得到细化，铝合金组织结构得到改善，有效提高铝合金型材的韧性及抗冲击性能。在铝合金型材的制备过程中，通过合理设置熔炼工艺参数、均匀化工艺参数及时效处理工艺参数，有效改善铝合金型材中各强化相析出的大小与分布，使铝合金铸锭组织进一步细化，阻止再结晶行为，避免非平衡
凝固导致原料不均匀和非平衡凝固组织效应导致的非平衡组织与粗大析出相出现，改善了铝合金中的组织结构，进一步提高了铝合金型材的韧性及抗冲击性能等力学性能。本发明提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材及其制备方法，铝合金型材具有优异的韧性及抗冲击性，同时铝合金型材使用寿命长。
具体实施方式
[0017] 下面，通过具体
实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0018] 实施例1
[0019] 本发明提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Si：0.1％、Mg：3％、Fe：0.2％、Cu：0.12％、Mn：0.2％、Ni：0.1％、V：0.3％、Nb：0.1％、Mo：0.22％、Zn：0.12％、Ti：0.1％、Zr：0.4％、Sr：0.05％、Er：0.15％，其余为Al及不可避免的杂质。
[0020] 本发明还提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
[0021] S1、熔炼：将原料加入熔炼炉中熔炼，待全部熔化后作炉前取样分析，得到铝合金液；
[0022] S2、均匀化：将铝合金液浇注成型得到铸锭，空冷至室温，以2.2℃/min的升温速度升温至345℃下保温7.5h，然后再以3.2℃/min升温速度升温至530℃保温4.5h，冷却，得到物料A；
[0023] S3、时效处理：将物料A以3.2℃/min的升温速度升温至212℃，保温5.2h，再以1.2℃/min的降温速度降温至138℃下保温11.5h，冷却，得到棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材。
[0024] 实施例2
[0025] 本发明提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Si：0.2％、Mg：2.5％、Fe：0.3％、Cu：0.2％、Mn：0.12％、Ni：0.15％、V：0.15％、Nb：0.15％、Mo：0.15％、Zn：0.2％、Ti：0.15％、Zr：0.2％、Sr：0.12％、Er：0.08％，其余为Al及不可避免的杂质。
[0026] 本发明还提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
[0027] S1、熔炼：将原料加入熔炼炉中在805℃熔炼，待全部熔化后作炉前取样分析，得到铝合金液；
[0028] S2、均匀化：将铝合金液浇注成型得到铸锭，空冷至室温，以2℃/min的升温速度升温至340℃下保温8h，然后再以4℃/min升温速度升温至520℃保温6h，冷却，得到物料A；
[0029] S3、时效处理：将物料A以3℃/min的升温速度升温至210℃，保温6h，再以2℃/min的降温速度降温至145℃下保温10h，冷却，得到棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材。
[0030] 实施例3
[0031] 本发明提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Si：0.15％、Mg：2.8％、Fe：0.25％、Cu：0.15％、Mn：0.15％、Ni：0.12％、V：0.2％、Nb：0.12％、Mo：0.2％、Zn：0.18％、Ti：0.12％、Zr：0.3％、Sr：0.1％、Er：0.12％，其余为Al及不可避免的杂质。
[0032] 本发明还提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
[0033] S1、熔炼：将原料加入熔炼炉中在812℃熔炼，待全部熔化后作炉前取样分析，得到铝合金液；
[0034] S2、均匀化：将铝合金液浇注成型得到铸锭，空冷至室温，以2.5℃/min的升温速度升温至348℃下保温7h，然后再以3.5℃/min升温速度升温至535℃保温5h，空冷至室温，得到物料A；
[0035] S3、时效处理：将物料A以3.5℃/min的升温速度升温至215℃，保温5.5h，再以1.5℃/min的降温速度降温至140℃下保温11h，水冷至室温，得到棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材。
[0036] 实施例4
[0037] 本发明提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Si：0.12％、Mg：2.65％、Fe：0.22％、Cu：0.18％、Mn：0.14％、Ni：0.11％、V：0.18％、Nb：0.11％、Mo：0.17％、Zn：0.14％、Ti：0.11％、Zr：0.36％、Sr：0.1％、Er：0.1％，其余为Al及不可避免的杂质。
[0038] 本发明还提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
[0039] S1、熔炼：将原料加入熔炼炉中在820℃熔炼，待全部熔化后作炉前取样分析，得到铝合金液；
[0040] S2、均匀化：将铝合金液浇注成型得到铸锭，空冷至室温，以3℃/min的升温速度升温至355℃下保温6h，然后再以3℃/min升温速度升温至550℃保温4h，冷却，得到物料A；
[0041] S3、时效处理：将物料A以4℃/min的升温速度升温至220℃，保温5h，再以2℃/min的降温速度降温至135℃下保温12h，冷却，得到棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材。
[0042] 实施例5
[0043] 本发明提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Si：0.18％、Mg：2.9％、Fe：0.22％、Cu：0.18％、Mn：0.14％、Ni：0.11％、V：0.26％、Nb：0.14％、Mo：0.17％、Zn：0.14％、Ti：0.12％、Zr：0.24％、Sr：0.07％、Er：0.12％，其余为Al及不可避免的杂质。
[0044] 本发明还提出的一种棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
[0045] S1、熔炼：将原料加入熔炼炉中在815℃熔炼，待全部熔化后作炉前取样分析，得到铝合金液；
[0046] S2、均匀化：将铝合金液浇注成型得到铸锭，空冷至室温，以2.8℃/min的升温速度升温至350℃下保温6.5h，然后再以3.6℃/min升温速度升温至540℃保温5.5h，冷却，得到物料A；
[0047] S3、时效处理：将物料A以3.4℃/min的升温速度升温至218℃，保温5.6h，再以1.4℃/min的降温速度降温至142℃下保温10.5h，冷却，得到棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材。
[0048] 对本发明实施例3中提出的棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材在常温常压下进行性能测试，与
现有技术相比结果如下表所示：
[0049] 现有技术 实施例5
屈服强度/MPa 545 676.8
冲击强度/MPa 575 745.2
20℃冲击吸收功/J 13.2 19.6
断裂延伸率(1.6mm厚度)/％ 11.6 12.6
[0050] 通过上述表格可以看出，本发明提出的棒球杆用高韧性抗冲击铝合金型材与现有技术相比，在屈服强度、冲击强度、冲击吸收功和断裂延伸率方面都得到了提升，表现出更加优异的韧性及抗冲击性能，更适合于生产使用。
[0051] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
