本发明涉及铝合金
技术领域：
，尤其涉及一种高硬度耐腐蚀铝合金型材及其制备方法。
背景技术：
：由于铝合金具有很多优异的物理化学性能，因此被广泛应用到国民经济的各个领域。铝合金的表面暴露在大气中时，会在其表面覆盖一层很薄的自然氧化膜，但是由于其表面的自然氧化膜很容易被腐蚀，从而大大降低了铝合金材料的使用寿命。因此，通常会对铝合金型材进行表面处理，现有的铝合金型材表面处理工艺有阳极氧化、电解着色、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂、拉丝等，这些表面处理工艺均起到一定的耐腐蚀效果，但是随着人们对铝合金型材的性能要求的提高，现有的铝合金型材在耐腐蚀性与硬度上还有待提高。技术实现要素：基于
背景技术：
存在的技术问题，本发明提出了一种高硬度耐腐蚀铝合金型材及其制备方法，该铝合金型材具有良好的强度、硬度、韧性等力学性能的同时，也具有耐腐蚀性好、使用寿命长等优点。本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Cu：1.2～1.9％、Si：0.2～0.23％、Fe：0.18～0.3％、Cr：0.05～0.09％、Mg：0.65～1％、Mn：1.2～1.8％、Zn：5.8～6.5％、Ti：0.08～0.12％、Li：0.04～0.08％、Ni：0.2～0.6％、Zr：0.06～0.12％、Mo：0.04～0.09％、W：0.08～0.15％、V：0.06～0.12％，其余为Al。具体实施方式中，Cu的质量分数还可以为1.25％、1.35％、1.5％、1.65％、1.8％，Si的质量分数还可以为0.205％、0.21％、0.215％、0.22％、0.225％，Fe的质量分数还可以为0.2％、0.225％、0.25％、0.275％，Cr的质量分数还可以为0.06％、0.07％、0.08％，Mg的质量分数还可以为0.7％、0.78％、0.85％、0.9％、0.95％，Mn的质量分数还可以为1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％，Zn的质量分数还可以为5.9％、6％、6.15％、6.3％、6.4％，Ti的质量分数还可以为0.09％、0.1％、0.11％、0.115％，Li的质量分数还可以为0.05％、0.06％、0.07％、0.075％，Ni的质量分数还可以为0.025％、0.32％、0.42％、0.55％，Zr的质量分数还可以为0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％，Mo的质量分数还可以为0.05％、0.06％、0.07％、0.08％，W的质量分数还可以为0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.125％、0.14％，V的质量分数还可以为0.075％、0.085％、0.095％、0.105％、0.11％，其余为Al。优选地，Cu、Mg、Zn按质量比为1.8～2.2:1:6.5～9。优选地，Zr、Ti、Li在高硬度耐腐蚀铝合金型材中的质量分数满足以下关系式：0.22％≤Zr+Ti+Li≤0.265％。本发明还提出了一种高硬度耐腐蚀铝合金型材的制备方法，按照以下工艺进行制备：S1、将原料进行熔炼后得到初级铝合金铸锭，经均匀化处理后得到铝合金铸锭；S2、将铝合金铸锭进行挤压成型后进行热处理得到铝合金基体；S3、将铝合金基体经打磨、清洗后进行激光重熔，冷却至室温，然后经热处理得到所述高硬度耐腐蚀铝合金型材；其中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为2.1～2.8mm，扫描速度为5～8mm/s，功率为1.5～2KW。优选地，在S1中，均匀化处理过程的具体步骤如下：将初级铝合金铸锭在400～420℃下均匀化处理3～4h，再在440～460℃下均匀化处理2～3h，得到铝合金铸锭。优选地，在S2中，热处理的具体步骤如下：将挤压成型后铝合金铸锭置于330～350℃下保温1～2h，再降温至270～300℃，保温2～3h，然后降温至180～210℃，保温6～7h，水冷至室温后得到铝合金基体。优选地，在S3中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为2.2～2.6mm，扫描速度为6～7mm/s，功率为1.6～1.8KW。优选地，在S3中，热处理的具体步骤如下：将激光重熔后冷却至室温的铝合金基体升温至125～135℃，保温30～40min，再升温至150～160℃，保温40～60min，水冷至室温后降温至-35～-20℃，保温25～40min，升至室温，在110～120℃下保温3～4h，得到所述高硬度耐腐蚀铝合金型材。本发明中选择Al、Cu、Si、Mg、Mn、Zn为铝合金主要元素，控制Al、Cu、Mg、Zn的含量，形成弥散分布的强化相Al2Cu、Al2CuMg、MgZn2，各强化相协同作用，细化了铸态晶粒，提高铝合金型材的位错密度与再结晶温度，抑制了再结晶，提高了铝合金型材的拉伸强度、屈服强度、硬度、韧性等力学性能；Mo、Si、Zr、Ti、Li配合，具有良好的脱氧效果与细化晶粒的作用，避免晶间腐蚀，减少FeO在铝合金型材中的含量，降低铝合金型材的开裂敏感性，改善铝合金型材的性能，其中，Zr、Li生成强化相Al3Zr、Al2CuLi，Si与Fe配合提高铝合金型材的抗疲劳性能；Cr、Mn、V、W配合，进一步提高铝合金型材的硬度与强度；在制备过程中，对铝合金铸锭进行均匀化处理过程中，在不同温度范围内设置均匀化处理时间，改善了强化相析出的大小与分布，提高了铝合金的强度、硬度、韧性、耐腐蚀性与加工性能，降低变形抗力，避免非平衡凝固导致成分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等的出现；随后将初级铝合金铸锭挤压成型后采用逐步降温的方式，通过控制温度与保温时间，使初级铝合金组织细化，阻止再结晶行为，防止挤压成型的铝合金基体出现开裂现象，进一步强化了铝合金型材的强度、韧性与耐腐蚀性能；再经激光重熔，通过合理设置激光重熔的各项参数，将铝合金型材表面的杂质、气孔、化合物释放出来，同时对细化铝合金型材表面组织进行晶粒细化，提高铝合金型材表面的位错密度，抑制再结晶，提高铝合金型材的耐腐蚀性、耐磨性、疲劳强度及加工性能；再对激光重熔的铝合金型材进行热处理，通过高低温处理，进一步细化组织晶粒的同时抑制了枝晶偏析，使铝合金型材的力学性能更加稳定。本发明提出的高硬度耐腐蚀铝合金型材，其具有良好的强度、硬度、韧性等力学性能，同时也具有耐腐蚀性好、使用寿命长等优点。对本发明得到的高硬度耐腐蚀铝合金型材在常温常压下进行性能测试，结果如下：拉伸强度为650～680MPa，屈服强度为550～590MPa，硬度为185～200HRC。具体实施方式下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Cu：1.2％、Si：0.23％、Fe：0.18％、Cr：0.09％、Mg：0.65％、Mn：1.8％、Zn：5.8％、Ti：0.12％、Li：0.04％、Ni：0.6％、Zr：0.06％、Mo：0.09％、W：0.08％、V：0.12％，其余为Al。本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材的制备方法，按照以下工艺进行制备：S1、将原料进行熔炼后得到初级铝合金铸锭，经均匀化处理后得到铝合金铸锭；S2、将铝合金铸锭进行挤压成型后进行热处理得到铝合金基体；S3、将铝合金基体经打磨、清洗后进行激光重熔，冷却至室温，然后经热处理得到所述高硬度耐腐蚀铝合金型材。实施例2本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Cu：1.9％、Si：0.2％、Fe：0.3％、Cr：0.05％、Mg：1％、Mn：1.2％、Zn：6.5％、Ti：0.08％、Li：0.08％、Ni：0.2％、Zr：0.12％、Mo：0.04％、W：0.15％、V：0.06％，其余为Al。本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材的制备方法，按照以下工艺进行制备：S1、将原料进行熔炼后得到初级铝合金铸锭，经均匀化处理后得到铝合金铸锭；S2、将铝合金铸锭进行挤压成型后进行热处理得到铝合金基体；S3、将铝合金基体经打磨、清洗后进行激光重熔，冷却至室温，然后经热处理得到所述高硬度耐腐蚀铝合金型材；其中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为2.1mm，扫描速度为6.5mm/s，功率为1.5KW。实施例3本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Cu：1.6％、Si：0.215％、Fe：0.24％、Cr：0.07％、Mg：0.8％、Mn：1.5％、Zn：6.15％、Ti：0.1％、Li：0.06％、Ni：0.42％、Zr：0.09％、Mo：0.065％、W：0.12％、V：0.09％，其余为Al。本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材的制备方法，按照以下工艺进行制备：S1、将原料进行熔炼后得到初级铝合金铸锭，在410℃下均匀化处理3.5h，再在450℃下均匀化处理2.5h，得到铝合金铸锭；S2、将铝合金铸锭进行挤压成型后，置于340℃下保温1.5h，再降温至280℃，保温2.5h，然后降温至195℃，保温6.7h，水冷至室温后得到铝合金基体进行热处理得到铝合金基体；S3、将铝合金基体经打磨、清洗后进行激光重熔，冷却至室温，然后升温至130℃，保温35min，再升温至155℃，保温50min，水冷至室温后降温至-30℃，保温32min，升至室温，在115℃下保温3.4h，得到所述高硬度耐腐蚀铝合金型材；其中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为2.5mm，扫描速度为6.5mm/s，功率为1.8KW。实施例4本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Cu：1.35％、Si：0.227％、Fe：0.21％、Cr：0.08％、Mg：0.75％、Mn：1.68％、Zn：5.95％、Ti：0.11％、Li：0.05％、Ni：0.56％、Zr：0.07％、Mo：0.08％、W：0.09％、V：0.11％，其余为Al。本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材的制备方法，按照以下工艺进行制备：S1、将原料进行熔炼后得到初级铝合金铸锭，在400℃下均匀化处理4h，再在440℃下均匀化处理3h，得到铝合金铸锭；S2、将铝合金铸锭进行挤压成型后，置于330℃下保温2h，再降温至270℃，保温3h，然后降温至180℃，保温7h，水冷至室温后得到铝合金基体进行热处理得到铝合金基体；S3、将铝合金基体经打磨、清洗后进行激光重熔，冷却至室温，然后升温至125℃，保温40min，再升温至150℃，保温60min，水冷至室温后降温至-20℃，保温40min，升至室温，在110℃下保温4h，得到所述高硬度耐腐蚀铝合金型材；其中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为2.8mm，扫描速度为5mm/s，功率为1.5KW。实施例5本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材，其按质量分数包括以下成分：Cu：1.85％、Si：0.21％、Fe：0.28％、Cr：0.065％、Mg：0.92％、Mn：1.35％、Zn：6.35％、Ti：0.09％、Li：0.065％、Ni：0.34％、Zr：0.11％、Mo：0.055％、W：0.135％、V：0.085％，其余为Al。本发明提出的一种高硬度耐腐蚀铝合金型材的制备方法，按照以下工艺进行制备：S1、将原料进行熔炼后得到初级铝合金铸锭，在420℃下均匀化处理3h，再在460℃下均匀化处理2h，得到铝合金铸锭；S2、将铝合金铸锭进行挤压成型后，置于350℃下保温1h，再降温至300℃，保温2h，然后降温至210℃，保温6h，水冷至室温后得到铝合金基体进行热处理得到铝合金基体；S3、将铝合金基体经打磨、清洗后进行激光重熔，冷却至室温，然后升温至135℃，保温30min，再升温至160℃，保温40min，水冷至室温后降温至-35℃，保温25min，升至室温，在120℃下保温3h，得到所述高硬度耐腐蚀铝合金型材；其中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为2.1mm，扫描速度为8mm/s，功率为2KW。对本发明实施例3中所述高硬度耐腐蚀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：屈服强度/MPa拉伸强度/MPa硬度/HRC现有技术503572150实施例3578.5658.5178通过上述表格可以看出，本发明所述高硬度耐腐蚀铝合金型材与现有技术相比，在屈服强度、拉伸强度和硬度方面都得到了提升，表现出更加优异的性能，更适合于生产使用。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。当前第1页1 2 3