一种抗腐蚀性能强的铝合金材料及其热处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及门窗领域，具体的说是一种抗腐蚀性能强的铝合金材料及其热处理工艺。
【背景技术】
[0002]铝合金材料大量运用于建筑、民用和工业领域。而目前工业用高强铝合金材料很多不同的要求，如要求具有高强度、高韧性和良好的加工成型性能、高耐腐蚀能力、有多种表面处理性能或者良好的热处理性能等。目前在门窗领域中的铝合金材料运用越来越重要，尤其在露天或者具有腐蚀性气体等工况下使用，对其抗腐蚀性要求非常严格。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种抗腐蚀性能强的铝合金材料及其热处理工艺，该抗腐蚀性能强的铝合金材料不仅使用寿命长，而且强度高，安全性好，还具有很强的耐摩擦和耐腐蚀性能；该提供的热处理工艺，不仅能降低加工成本，缩短加工周期，而且能改善铝合金的抗腐蚀性能和焊接性能等，提高产品的质量。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的:一种抗腐蚀性能强的铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为:Sr:0.13-0.15%, C:0.013-0.015%, Si:2.34-2.36%, Zr:0.25-0.28%, Cu:12.52-12.55%, Mg:3.22-3.24%, Cr:0.15-0.18%, Ni:2.1-2.3%, Mn:0.35-0.38%，稀土:2.15-2.18%，其余为 Al 和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分:Tm:3.5-3.8%，Eu:15.2-15.5%，Tb:11.3-11.5%，Pr:12.8-12.9%, Nd:5.3-5.5%, Sm:7.2-7.3%，余量为 Er。
[0005]本发明还提供了一种抗腐蚀性能强的铝合金材料的热处理工艺，该工艺按以下步骤进行:
步骤(I):先将纯铝锭加入锅炉中熔化，温度在425-428°C，保持35_40min，然后炉温升至500-505°C，依次放入:Sr，C，Si, Zr元素，保温20_25min，然后将温度升至540_545°C，再依次放入Cu，Mg，Cr, Ni元素，保温10_15min，然后加热至562_565°C，依次放入Mn和稀土元素，保温20-25min，然后将温度增加至582_585°C，全程吹氮气搅拌，保温10_15min ；
步骤(2):再经过LF炉精炼，将炉温控制在642-645°C，时间保持在3_5h，全程吹氩气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为598?600°C，抽气时间在5-6h ；
步骤(3):在520?530 °C的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在260-265°C，保温时间为20-22h，最后空冷至室温；
步骤(4):将锻造好的零部件进行第一次热处理:将锻造好的部件加热到260-265°C，保温30-35min，在其表面涂抹厚度在0.02-0.04mm的石墨粉末，然后加热至320_325°C，保温30-45min，然后用水冷以8_10°C /s的速度冷却到室温，最后清洗表面，检验尺寸。
[0006]本发明进一步限定的技术方案是: 前述的抗腐蚀性能强的铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为:Sr:0.13%, C:0.013%, Si:2.34%, Zr:0.25%, Cu:12.52%, Mg:3.22%, Cr:0.15%, N1:2.1%，Mn:0.35%，稀土:2.15%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分:Tm:3.5%, Eu:15.2%, Tb:11.3%, Pr:12.8%, Nd:5.3%, Sm:7.2%，余量为 Er。
[0007]前述的抗腐蚀性能强的铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为:Sr:0.15%, C:0.015%, Si:2.36%, Zr:0.28%, Cu:12.55%, Mg:3.24%, Cr:0.18%, N1:2.3%, Mn:0.38%，稀土:2.18%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分:Tm:3.8%, Eu:15.5%, Tb:11.5%, Pr:12.9%, Nd:5.5%, Sm:7.3%，余量为 Er。
[0008]前述的抗腐蚀性能强的铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为:Sr:
0.14%, C:0.014%, Si:2.35%, Zr:0.27%, Cu:12.54%, Mg:3.23%, Cr:0.17%, N1:2.2%, Mn:
0.37%，稀土:2.17%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分:Tm:3.7%, Eu:15.3%, Tb:11.4%, Pr:12.8%, Nd:5.4%, Sm:7.2%，余量为 Er。
[0009]本发明的有益效果是:该抗腐蚀性能强的铝合金材料中加入了 Sr元素，锶是表面活性元素，锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和最终产品质量，提高材料力学性能和塑性加工性；改善制品表面粗糙度，并且能减小初晶硅粒子尺寸，改善塑性加工性能，加入Zr元素，能可阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒，锆亦能细化铸造组织；加入Cu元素，能增加铝合金的强度和抗氧化性能，提高使用寿命；加入Mg元素能改善其焊接性能，增加其抗腐蚀性能和强度；加入Ni和Cr元素，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，铬又能提高铝合金的抗氧化性和耐腐蚀性，镍能提高铝合金的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力；并且还加入了稀土元素，不仅能在热处理过程中细化晶粒的作用，增加其结构强度，还能提高其抗腐蚀性能和摩擦性能，提高其使用寿命，降低成本；该提供的热处理工艺，依次将合金元素加入锅炉中，起到细化晶粒的作用，增加其强度，而且能改善铝合金的抗腐蚀性能和焊接性能，提高产品的质量，能降低加工成本，缩短加工周期。
【具体实施方式】
[0010]下面对本发明做进一步的详细说明:
实施例1
本实施例提供一种抗腐蚀性能强的铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为:Sr:0.13%, C:0.013%, S1:2.34%, Zr:0.25%, Cu:12.52%, Mg:3.22%, Cr:0.15%, N1:2.1%，Mn:0.35%，稀土:2.15%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分:Tm:3.5%, Eu:15.2%, Tb:11.3%, Pr:12.8%, Nd:5.3%, Sm:7.2%，余量为 Er ;该实施例还提供了抗腐蚀性能强的铝合金材料的热处理工艺，该工艺按以下步骤进行:
步骤(I):先将纯铝锭加入锅炉中熔化，温度在425 °C，保持35min，然后炉温升至500°C，依次放入:Sr，C，Si，Zr元素，保温20min，然后将温度升至540°C，再依次放入Cu，Mg，Cr, Ni元素，保温lOmin，然后加热至562°C，依次放入Mn和稀土元素，保温20min，然后将温度增加至582°C，全程吹氮气搅拌，保温1min ；
步骤(2):再经过LF炉精炼，将炉温控制在642°C，时间保持在3h，全程吹氩气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为598°C，抽气时间在5h ； 步骤(3):在520°C的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在260°C，保温时间为20h，最后空冷至室温；
步骤(4):将锻造好的零部件进行第一次热处理:将锻造好的部件加热到260°C，保温30min，在其表面涂抹厚度在0.02mm的石墨粉末，然后加热至320°C，保温30min，然后用水冷以8°C /s的速度冷却到室温，最后清洗表面，检验尺寸。
[0011]实施例2
本实施例提供一种抗腐蚀性能强的铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为:Sr:0.15%, C:0.015%, S1:2.36%, Zr:0.28%, Cu:12.55%, Mg:3.24%, Cr:0.18%, N1:2.3%,Mn:0.38%，稀土:2.18%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分:Tm:3.8%, Eu:15.5%, Tb:11.5%, Pr:12.9%, Nd:5.5%, Sm:7.3%，余量为 Er ;该实施例还提供了抗腐蚀性能强