专利名称：一种具有高腐蚀性的5052铝合金及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种5XXX系铝合金及其制造方法，尤其涉及一种具有高腐蚀性的 5052铝合金及其制造方法，属于合金材料技术领域。
背景技术：
5xxx系铝合金材料属于变形铝合金中的铝_镁合金，是热处理不可强化的合金， 具有良好的成形加工性能、抗腐蚀性、焊接性，中等强度。广泛用于制造飞机油箱、油管、以 及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电器外壳等。5052铝合金属于5XXX系铝合金中的一种，Mg含量为2.2% _2.8%，它具有质量 轻、强度中等、耐蚀性和焊接性良好及易加工成形等特点，其力学性能中抗拉强度ο b可以 达到215-265Mpa，伸长率δ 5彡5%。5052铝合金材料在船舶行业的应用，要求其具有抗 海洋大气，抗海水腐蚀的高耐腐蚀性。而现有的5052铝合金材料虽然也具有一定抗腐蚀能 力，但也不能完全满足船舶行业的应用需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的5052铝合金所存在的缺陷，提供一种具有高腐蚀性 的5052铝合金材料。本发明的目的可通过下列技术方案来实现一种具有高腐蚀性的5052铝合金，该 铝合金的成分及其质量百分比为硅Si 彡 0. 20% ；铜 Cu 彡 0. 20% ；镁 Mg 2. 4% 2. 6% ；锌Zn < 0. 10% ；锰 Mn 彡 0. 10% ；铬 Cr 0. 18% 0. 30% ；铁Fe 0. 01% -0. 40% ；其它元素单个彡 0. 05%，合计彡 0. 15% ；稀土元素0.01%-0.8%;A1 为余量。本发明以5052铝合金为研究对象，在基体合金基础上添加了 0.01_0.8wt%稀土 元素，在铝合金中加入微量稀土元素，可以显著改善5182铝合金的金相组织，细化晶粒，去 除铝合金中气体和有害杂质，减少铝合金的裂纹源，不仅可以提高5052铝合金的强度，还 改善铝合金的耐热性和韧性。而且晶粒细化可以使铝合金表面更易形成钝化膜，提高了材 料的钝化性能，使铝合金具有更高的耐腐蚀性能。本发明还有效的控制了有害杂质Si和Fe的含量，提高了铝合金的抗腐蚀性能。而 Mn部分溶入基体，可以提高再结晶温度，改善抗腐蚀性能和减少焊接裂纹，为了阻止晶粒粗 化，因此将Mn的含量控制在0. 之内。Cr的加入对合金基体有强化作用，但含量太多会 影响塑性，因此将其含量控制在0. 18-0. 30%之间。Cu可以适当的提高合金的耐蚀性能，因 此将Cu含量控制在0. 20 %之内。在上述的具有高腐蚀性的5052铝合金中，作为优选，该铝合金的成分及其质量 百分比为硅 Si ^ 0. 12% ；铜 Cu ^ 0. 10% ；镁 Mg :2. 4 % 2. 6 % ；锌 Zn 彡 0. 10% ；锰 Mn 彡 0. 10% ；铬 Cr 0. 20% 0. 25% ；铁 Fe 0. 01% -0. 2% ；其它元素单个彡 0. 05%，合计彡0. 15% ；稀土元素0. 02% -0. 5% ；Al为余量。在上述的具有高腐蚀性的5052铝合金中，作为优选，所述的稀土元素为稀土 Ce、 稀土 Er、稀土 Sc中的一种或多种。其中稀土 Ce的加入使5052铝合金的晶粒细化，晶界面 积增加，韧性增强，铝合金的疲劳寿命大大增强；稀土 Sc是到目前为止所发现的对铝合金 最为有效的合金化元素微量加入到铝合金中可显著提高合金的强度、塑性及焊接性能、高 温性能、抗蚀性能甚至抗中子辐照损伤性能。在5052铝合金中添加微量元素Sc后，在铝合 金中形成的Al3Sc相，与母相Al共格，阻碍晶粒长大，使合金始终保持细晶状态。稀土 Er在 铝合金中有类似Sc的作用，可细化铸态晶粒，改善合金性能。Er掺入5052铝合金后，表面 氧化膜更加致密、连续性增加、缺陷减少、针孔变小且分布均勻，从而使氧化膜和基体的结 合力提高，提高了合金抗氧化和抗腐蚀能力。本发明的另一个目的在于提供具有高腐蚀性的5052铝合金的制造方法，该方法 包括以下步骤A、配料按照上述的质量百分比的成分进行配料制成铝合金卷材或板材；B、轧制将上述制得的铝合金卷材或板材通过热轧或/和冷轧成型至厚度为 1. 0-3. Omm ；C、退火处理将上述轧制成型的铝合金卷材或板材在温度为100-180°C的条件下 进行退火处理，保温时间为2-15小时。本发明的铝合金卷材或板材可以通过普通的热轧或铸轧制成，具体的工艺如下所 示先将铝锭加入坩埚电阻炉中，待铝锭熔化时，加入中间合金并搅拌；然后加入Mg和Zn， 打渣、精炼；搅拌并静置，在铸铁模中浇注成型；将上述浇注成型的铝合金铸锭热轧、冷轧 轧成铝合金卷材或板材。作为优选，步骤C中退火处理的温度为120_160°C，保温时间为5_10小时。综上所述，本发明具有以下优点1、本发明在5052铝合金的基础上控制了 Fe、Cu和Si的含量，并在铝合金中添加 了稀土元素，细化晶粒，提高了铝合金的耐腐蚀性能。2、本发明的铝合金在耐腐蚀性提高的同时，仍然能保证铝合金的其它力学性能， 抗拉强度可以达到250-280Mpa，伸长率> 4%，屈服强度可以达到180_200Mpa，该铝合金可 以在船舶行业的应用，具有抗海洋大气，抗海水腐蚀的高耐腐蚀性。3、本发明的制造方法在在最后成品阶段采用100°C 180°C温度进行热处理，热 处理时间在2-15小时，提高5052合金的耐腐蚀性能，并保持其力学性能稳定。
具体实施例方式下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但是本发明并 不限于这些实施例。本发明为使5052合金产品具有高耐腐蚀性，在GB/T3190-2008化学成份的基础 上，严格控制各合金元素的成份配比如表1所示。5052合金按GB/T3190-2008的要求， 成份含量为Si 彡 0. 25%, Fe ^ 0. 4%, Cu ^ 0. 10%, Mn ^ 0. 10%, Mg 2. 2-2. 8%, Cr 0. 15-0. 35%, Zn ( 0. 10%，其它单个 0. 05%，合计彡 0. 15%, AL 为余量。表1 实施例1-3铝合金成分的质量百分数)
注在上述铝合金成分中其它元素其它元素单个< 0. 05%，合计< 0. 15%。实施例1按照表1中实施例1质量百分比进行配料，制成铝锭，中间合金AlCu50、AlMnlO, AlCr4 和 Al-稀土等。先将铝锭加入坩埚电阻炉中，待铝锭熔化时，加入中间合金并搅拌；然后加入Mg 和Zn，打渣、精炼；搅拌并静置，在铸铁模中浇注成型；将上述浇注成型的铝合金铸锭热轧、 冷轧轧成铝合金卷材，将铝合金卷材通过冷轧成型至厚度为3. 0mm。将冷轧成型的铝合金卷 材在温度为150°C条件下退火处理，保温时间为8小时。实施例2按照表1中实施例2质量百分比进行配料，制成铝锭，中间合金AlCu50、AlMnlO, AlCr4 和 Al-稀土等。先将铝锭加入坩埚电阻炉中，待铝锭熔化时，加入中间合金并搅拌；然后加入Mg 和Zn，打渣、精炼；搅拌并静置，在铸铁模中浇注成型；将上述浇注成型的铝合金铸锭热轧、 冷轧轧成铝合金板材，将铝合金板材通过冷轧成型至厚度为2. 0mm，将冷轧成型的铝合金板 材在温度为160°C条件下退火处理，保温时间为5小时。实施例3按照表1中实施例3质量百分比进行配料，制成铝锭，中间合金AlCu50、AlMnlO, AlCr4 和 Al-稀土等。先将铝锭加入坩埚电阻炉中，待铝锭熔化时，加入中间合金并搅拌；然后加入Mg 和Zn，打渣、精炼；搅拌并静置，在铸铁模中浇注成型；将上述浇注成型的铝合金铸锭热轧、 冷轧轧成铝合金卷材，将铝合金卷材通过冷轧成型至厚度为1. 0mm，将冷轧成型的铝合金卷 材在温度为120°C条件下退火处理，保温时间为10小时。随机抽取实施例1-3制得的5052铝合金和现有普通的5052铝合金进行腐蚀性能实验，采用腐蚀介质为3. 5% NaCl+0. 05MgCl2 (原子百分数)的水溶液来模拟海水。经过40 天的模拟海水实验，结果表明本发明制得的5052铝合金腐蚀速率小于现有普通的5052铝
I=I 巫 O本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了 一些具体实施例，但是对本领域熟练 技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
权利要求
一种具有高腐蚀性的5052铝合金，该铝合金的成分及其质量百分比为硅Si≤0.20％；铜Cu≤0.20％；镁Mg2.4％～2.6％；锌Zn≤0.10％；锰Mn≤0.10％；铬Cr0.18％～0.30％；铁Fe0.01％ 0.40％；其它元素单个≤0.05％，合计≤0.15％；稀土元素0.01％ 0.8％；Al为余量。
2.根据权利要求1所述的具有高腐蚀性的5052铝合金，其特征在于该铝合金的成分 及其质量百分比为硅 Si 彡 0. 12% ；铜 Cu 彡 0. 10% ；镁 Mg 2. 4% 2. 6% ；锌 Zn < 0. 10% ；锰 Mn 彡 0. 10% ；铬 Cr 0. 20% 0. 25% ；铁Fe :0. 01%-0.2% ；其它元素单个彡0. 05%，合计彡0.15% ；稀土元素0. 02% -0. 5% ；Al为余量。
3.根据权利要求1或2所述的具有高腐蚀性的5052铝合金，其特征在于所述的稀土 元素为稀土 Ce、稀土 Er、稀土 Sc中的一种或多种。
4.一种具有高腐蚀性的5052铝合金的制造方法，该方法包括以下步骤A、配料按照权利要求1或权利要求2所述的质量百分比的成分进行配料制成铝合金 卷材或板材；B、轧制将上述制得的铝合金卷材或板材通过热轧或/和冷轧成型至厚度为 1. 0-3. Omm ；C、退火处理将上述轧制成型的铝合金卷材或板材在温度为100-180°c的条件下进行 退火处理，保温时间为2-15小时。
5.根据权利要求4所述的具有高腐蚀性的5052铝合金的制造方法，其特征在于步骤 C中退火处理的温度为120-160°C，保温时间为5-10小时。
全文摘要
本发明提供了一种具有高腐蚀性的5052铝合金及其制造方法，属于合金材料技术领域。它解决了现有的5052铝合金材料耐腐蚀性不高的问题。本具有高腐蚀性的5052铝合金，该铝合金的成分及其质量百分比为硅Si≤0.20％；铜Cu≤0.20％；镁Mg2.4％～2.6％；锌Zn≤0.10％；锰Mn≤0.10％；铬Cr0.18％～0.30％；铁Fe0.01％-0.40％；其它元素单个≤0.05％，合计≤0.15％；稀土元素0.01％-0.8％；Al为余量。本具有高腐蚀性的5052铝合金能在提高耐腐蚀性的同时保持其力学性能的稳定。
文档编号C22F1/047GK101921938SQ20101025709
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者丁荣辉, 张超, 曲明洋, 曾凡清, 黄文辉 申请人:浙江巨科铝业有限公司