本发明涉及铝合金材料
技术领域：
，尤其是涉及一种制造高压无缝气瓶用的铝合金及其制备方法。
背景技术：
：现有的高压无缝气瓶基本上为钢瓶，存在钢瓶壁过厚、钢瓶自身重量大、装载效率低的缺点。铝的比重是铁的1/3，可以极大的减小高压气瓶的自重，但是铝合金的强度较低，并且抗腐蚀性差，制备成气瓶时只能用于承受内部气压较低的领域。技术实现要素：针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种用于高压无缝气瓶的铝合金及其制备方法。本发明制备得到的铝合金重量轻、节能、环保，具有优良的机械性能、耐腐蚀性能。本发明的技术方案如下：本申请人提供了一种用于高压无缝气瓶的铝合金，由以下重量百分数的元素原料组成：Si：0.5～0.7％；Fe：0.25～0.35％；Cu：0.25～0.35％；Mn：0.05～0.15％；Mg：0.9～1.1％；Zn：0.013～0.25％；Ti：0.01～0.03％；Cr：0.05～0.1％；Bi：0.001～0.003％；Pb≤0.003％；余量为Al。优选的，所述的用于高压无缝气瓶的铝合金由以下重量百分数的元素原料组成：Si：0.58％；Fe：0.32％；Cu：0.28％；Mn：0.1％；Mg：0.95％；Zn：0.17％；Ti：0.023％；Cr：0.08％；Bi：0.002％；余量为Al。本申请人还提供了一种制备所述的用于高压无缝气瓶的铝合金的方法，具体步骤为：(1)炉内清理：先投入铝锭，熔化后将熔炼炉、除气箱里面的残铝清理干净；(2)将制备所述铝合金需要的铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在730～750℃，熔化时间3～4小时；(3)等铝锭完全熔化后加入硅和铜，用压力0.05～0.09Mpa的氮气对铝液进行第一次精炼10～15分钟，进行精炼和扒渣；(4)扒渣后加入铁、铬、锰；静置10～20分钟；等中间合金完全熔化后进行第二次精炼10～20分钟、电磁搅拌、扒渣；(5)扒渣后温度保持在700～720℃，经过铸锭线生产出块状的华夫锭毛坯，然后通过加热炉把毛坯加热到350～400℃，毛坯放置在锻压机锻压成薄片状；(6)把除钛以外的剩余元素原料放置在薄片上，将薄片折叠后投入熔炼炉中继续进行熔化；(7)熔化后进行第三次精炼15～30分钟、电磁搅拌、扒渣；通过三次精炼对铝液中的杂质、气体彻底除干净，(8)然后静置10～25分钟，加入钛进行搅拌均匀，等待铸造放水；(9)炉后所有工作准备好，升熔炼炉，铝合金液从熔炼炉出口流出来，经过钛线机加5Ti1B的钛线，然后经过在线除气设备，对铝液中残留的气体和杂质进行在线去除；后经过60～80目过滤板进行杂质过滤，浇铸即得。所述加5Ti1B的钛线是指直径10毫米钛丝以220cm/min速度加入铝液中。在制备过程中，先投入铝锭，熔化后对炉子、除气箱里面的残铝清理干净，目的是清理炉内的重金属元素铅和铋，保证棒料中的铅和铋的含量分别小于等于0.003％。最后一步加5Ti1B的钛线的目的是细化晶粒和防止棒料开裂。本发明有益的技术效果在于：本发明优化了铝合金的配方和制备方法，使不同的元素在合金内部有序分布，最大化的提高了铝合金的纯度、密闭性、强度和抗腐蚀性，把高压钢瓶更换成本发明提供的高压无缝铝合金材质气瓶，具有重量轻、节能、环保等特点。具体实施方式下面结合实施例，对本发明进行具体描述。实施例1本申请人提供了一种用于高压无缝气瓶的铝合金，由以下重量百分数的元素原料组成：Si：0.58％；Fe：0.32％；Cu：0.28％；Mn：0.1％；Mg：0.95％；Zn：0.17％；Ti：0.023％；Cr：0.08％；Bi：0.002％；余量为Al。制备所述的用于高压无缝气瓶的铝合金的方法，具体步骤为：(1)炉内清理：先投入铝锭，熔化后将熔炼炉、除气箱里面的残铝清理干净；(2)将制备所述铝合金需要的铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在740℃，熔化时间4小时；(3)等铝锭完全熔化后加入硅和铜，用压力0.08Mpa的氮气对铝液进行第一次精炼12分钟，进行精炼和扒渣；(4)扒渣后加入铁、铬、锰；静置15分钟；等中间合金完全熔化后进行第二次精炼15分钟、电磁搅拌、扒渣；(5)扒渣后温度保持在710℃，经过铸锭线生产出块状的华夫锭毛坯，然后通过加热炉把毛坯加热到380℃，毛坯放置在锻压机锻压成薄片状；(6)把除钛以外的剩余元素原料放置在薄片上，将薄片折叠后投入熔炼炉中继续进行熔化；(7)熔化后进行第三次精炼20分钟、电磁搅拌、扒渣；通过三次精炼对铝液中的杂质、气体彻底除干净，(8)然后静置20分钟，加入钛进行搅拌均匀，等待铸造放水；(9)炉后所有工作准备好，升熔炼炉，铝合金液从熔炼炉出口流出来，经过钛线机加5Ti1B的钛线(即直径10毫米钛丝以220cm/min速度加入铝液中)，然后经过在线除气设备，对铝液中残留的气体和杂质进行在线去除；后经过80目过滤板进行杂质过滤，浇铸即得。实施例2本申请人提供了一种用于高压无缝气瓶的铝合金，由以下重量百分数的元素原料组成：Si：0.5％；Fe：0.25％；Cu：0.25％；Mn：0.05％；Mg：0.9％；Zn：0.013％；Ti：0.01％；Cr：0.05％；Bi：0.001％；Pb：0.001％；余量为Al。制备所述的用于高压无缝气瓶的铝合金的方法，具体步骤为：(1)炉内清理：先投入铝锭，熔化后将熔炼炉、除气箱里面的残铝清理干净；(2)将制备所述铝合金需要的铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在730℃，熔化时间4小时；(3)等铝锭完全熔化后加入硅和铜，用压力0.05Mpa的氮气对铝液进行第一次精炼10～15分钟，进行精炼和扒渣；(4)扒渣后加入铁、铬、锰；静置20分钟；等中间合金完全熔化后进行第二次精炼20分钟、电磁搅拌、扒渣；(5)扒渣后温度保持在700℃，经过铸锭线生产出块状的华夫锭毛坯，然后通过加热炉把毛坯加热到350℃，毛坯放置在锻压机锻压成薄片状；(6)把除钛以外的剩余元素原料放置在薄片上，将薄片折叠后投入熔炼炉中继续进行熔化；(7)熔化后进行第三次精炼30分钟、电磁搅拌、扒渣；通过三次精炼对铝液中的杂质、气体彻底除干净，(8)然后静置25分钟，加入钛进行搅拌均匀，等待铸造放水；(9)炉后所有工作准备好，升熔炼炉，铝合金液从熔炼炉出口流出来，经过钛线机加5Ti1B的钛线(即直径10毫米钛丝以220cm/min速度加入铝液中)，然后经过在线除气设备，对铝液中残留的气体和杂质进行在线去除；后经过80目过滤板进行杂质过滤，浇铸即得。实施例3本申请人提供了一种用于高压无缝气瓶的铝合金，由以下重量百分数的元素原料组成：Si：0.7％；Fe：0.35％；Cu：0.35％；Mn：0.15％；Mg：1.1％；Zn：0.25％；Ti：0.03％；Cr：0.1％；Bi：0.003％；Pb：0.003％；余量为Al。制备所述的用于高压无缝气瓶的铝合金的方法，具体步骤为：(1)炉内清理：先投入铝锭，熔化后将熔炼炉、除气箱里面的残铝清理干净；(2)将制备所述铝合金需要的铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在750℃，熔化时间3小时；(3)等铝锭完全熔化后加入硅和铜，用压力0.09Mpa的氮气对铝液进行第一次精炼10分钟，进行精炼和扒渣；(4)扒渣后加入铁、铬、锰；静置10分钟；等中间合金完全熔化后进行第二次精炼10分钟、电磁搅拌、扒渣；(5)扒渣后温度保持在720℃，经过铸锭线生产出块状的华夫锭毛坯，然后通过加热炉把毛坯加热到400℃，毛坯放置在锻压机锻压成薄片状；(6)把除钛以外的剩余元素原料放置在薄片上，将薄片折叠后投入熔炼炉中继续进行熔化；(7)熔化后进行第三次精炼15分钟、电磁搅拌、扒渣；通过三次精炼对铝液中的杂质、气体彻底除干净，(8)然后静置10分钟，加入钛进行搅拌均匀，等待铸造放水；(9)炉后所有工作准备好，升熔炼炉，铝合金液从熔炼炉出口流出来，经过钛线机加5Ti1B的钛线(即直径10毫米钛丝以220cm/min速度加入铝液中)，然后经过在线除气设备，对铝液中残留的气体和杂质进行在线去除；后经过60目过滤板进行杂质过滤，浇铸即得。测试例：将实施例1～3制备得到的铝合金进行常温性能测试，测试结果如表1所示。表1实施例123抗拉强度(MPa)345340342屈服强度(MPa)315310313延伸率(％)14.714.514.2爆破压力(MPa)212020.5应力腐蚀性无裂纹无裂纹无裂纹晶间腐蚀(mm)0.060.040.05表1中的应力腐蚀的测试条件是：将铝合金在溶液中浸泡10分钟，然后再在空气中放置50分钟，循环30天后，观察表面形态。当前第1页1 2 3