耐腐蚀硬质铝合金型材及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金技术领域，特别涉及一种耐腐蚀硬质铝合金型材及其制备工
-H-
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【背景技术】
[0002]目前实验室家具行业所选用的材料多为钢制材质，只是在其表面涂上了薄薄的一层塑粉，用以抵抗实验室特殊的腐蚀环境，但存在两个缺陷:1、钢制材料本身不防腐，尤其与氧气接触后生成三氧化铁，会加速Fe的腐蚀速度；2、钢管内侧壁无法涂层，而实验室环境中酸、水蒸气将通过各种加工口进入内侧壁而产生化学反应，尤其在使用过程中，表面只要有轻微划痕，Fe将暴露在腐蚀性空气中。造成实验室家具寿命缩短，一般是1-3年即变得锈迹斑斑，国家每年在实验室建设上投入达30亿左右，将直接给国家投资造成巨大的浪费，甚至留下很严重的安全隐患。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种铝合金型材及其制备工艺，其硬度接近钢材的硬度，而抗腐抗氧化性能力远远超过钢材，优于普通实验室通用型材。
[0004]本发明提供一种耐腐蚀硬质铝合金型材，所述耐腐蚀硬质铝合金型材的组成元素为:AL，Si，Fe，Mn，Mg，Zn，Cu，Ni 和 Ti，其组分配比为:AL 88.5%, Si 0.7%, Fe 1.4%, Mn0.95%, Mg 0.9%, Zn 2.4%, Cu 4.6%, Ni 0.35%, Ti 0.2%。
[0005]本发明提供的耐腐蚀硬质铝合金型材的一种较佳实例中，所述耐腐蚀硬质铝合金型材的硬度值HRB为50.5以上。
[0006]本发明提供的耐腐蚀硬质铝合金型材的一种较佳实例中，所述耐腐蚀硬质铝合金型材平均抗压强度为235MPa以上。
[0007]本发明还提供了所述耐腐蚀硬质铝合金型材的制备工艺，包括如下步骤:
[0008]步骤S1:提供铝料并将其熔化，并按比例添加粉末Si，Fe，Mn，Mg，Zn，Cu，Ni，Ti ;
[0009]步骤S2:控制高温熔铸，形成铝基固熔体；
[0010]步骤S3:进行阳极氧化处理、净化处理与变质处理，使晶粒细化；
[0011]步骤S4:采用模具插接成型。
[0012]本发明提供的所述耐腐蚀硬质铝合金型材的制备工艺的一种较佳实例中，所述步骤S3中晶粒细化至粒径减小到细化前粒径的二十分之一，总量减少30%。
[0013]本发明提供的所述耐腐蚀硬质铝合金型材的制备工艺的一种较佳实例中，所述步骤S3进行之前，先进行时效强化，即在常温或加温的条件下，使在步骤S2所得的所述铝基固熔体以金属间化合物的形式析出，形成弥散分布的硬质质点。
[0014]本发明提供的耐腐蚀硬质铝合金型材的有益效果是:
[0015]将所述耐腐蚀硬质铝合金型材应用于实验室，优于普通实验室所用的钢制材质，因为其硬度接近钢材，抗腐蚀氧化性能远远超过钢材，有效避免了由于做实验误操作给材质带来的腐蚀风险。
[0016]本发明的有益效果是，该铝合金型材具有良好的耐腐蚀特性和优异的机械强度，是一种抗压强度高的硬质铝合金，综合性能大大优于普通铝镁合金，适用于高等学校、科研所实验室、医院、化工、石油检验检役以及企业质检、研发等。
[0017]即使表面不作喷涂处理，也同样能达到同等水平，是一种取代传统材料的理想材质。
[0018]同时，本样品型材的加工方法采用模具接插成型方式，规格统一，根本上摆脱了手工加工的低效率、不标准的状况，有利于产品标准化，一旦推广将使我国在该行业实现工业标准化而大大提高竞争力。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
[0020]图1为耐腐蚀硬质铝合金型材制备工艺流程图；
【具体实施方式】
[0021]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]请参阅图1，图1为耐腐蚀硬质铝合金型材制备工艺流程图。
[0023]本发明提供一种耐腐蚀硬质铝合金型材，所述耐腐蚀硬质铝合金型材的组成元素为:Al，Si，Fe，Mn，Mg，Zn，Cu，Ni 和 Ti，其组分配比为:A1 88.5%, Si 0.7%, Fe 1.4%, Mn0.95%,Mg 0.9%, Zn 2.4%, Cu 4.6%, Ni 0.3 5%, Ti 0.2%。所述耐腐蚀硬质铝合金型材的硬度值HRB为50.5以上。所述耐腐蚀硬质铝合金型材平均抗压强度为235MPa以上。
[0024]本发明还提供了所述耐腐蚀硬质铝合金型材的制备工艺，包括如下步骤:
[0025]步骤S1:提供铝料并将其熔化，并按上述比例添加粉末Si，Fe，Mn，Mg，Zn，Cu，Ni，Ti。
[0026]步骤S2:控制高温熔铸，形成铝基固熔体。
[0027]步骤S3:在常温或加温的条件下，使在步骤S2所得的所述铝基固熔体以金属间化合物的形式析出，形成弥散分布的硬质质点，然后进行阳极氧化处理、净化处理与变质处理，使晶粒细化。所述晶粒细化至粒径减小到细化前粒径的二十分之一，总量减少30%，得到防锈硬质铝合金。
[0028]步骤S4:采用模具插接成型，得到耐腐蚀铝合金型材。
[0029]所谓阳极氧化，即将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝或其合金氧化，表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5?30微米，硬质阳极氧化膜可达25?150微米。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250?500千克/平方毫米，良好的耐热性，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K，优良的绝缘性，耐击穿电压高达2000V，增强了抗腐蚀性能，在ω =0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。
[0030]硬度表示材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。HRB指标是采用10kg载荷和直径1.58_淬硬的钢球，求得的硬度，使用与铝合金硬度测量。
[0031]抗压强度(compressive strength)代号σ bc，指外力是压力时的强度极限。
[0032]耐腐蚀性能:分别用滴管滴加2mL醋酸和弄盐酸于铝合金模具表面观察，一直到表面干燥，未见冒泡现象，表面完好。结论为本铝型材表面涂层耐酸。
[0033]本发明的提供的耐腐蚀铝合金型材及其制备工艺的有益效果是:
[0034]一、该铝合金的化学成分及其配比新颖，且能使铝合金型材具有良好的耐腐蚀特性和优异的机械强度，因为一般认为Mn含量在0.1-0.5%时，销合金具有良好的耐腐蚀性，Mg与Mn协同还可以提高合金强度；在么1中同时加入Zn和Mg，形成Mg/Zn2，能对合金产性明显的强化作用；在此基础上继续加入Cu元素，形成Al-Zn-Mg-Cu合金，其强化效果在所有铝合金中最大，实践证明含量处于4.0-6%时可以提高铝合金机械性能使切削性变好，同时减少有害元素Si含量；Ni的加入有助于改善高温强度耐热性；Ti有助于细化焊缝组织和铸造组织。因此该铝合金型材是一种抗压强度高的硬质铝合金，综合性能大大优于普通铝镁合金，适用于高等学校、科研所实验室、医院、化工、石油检验检役以及企业质检、研发等。即使表面不作喷涂处理，也同样能达到同等水平，是一种取代传统材料的理想材质。
[0035]二、本样品型材的加工方法采用模具接插成型方式，规格统一，根本上摆脱了手工加工的低效率、不标准的状况，有利于产品标准化，一旦推广将使我国在该行业实现工业标准化而大大提高竞争力。
[0036]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
【主权项】
1.一种耐腐蚀硬质铝合金型材，其特征在于，所述耐腐蚀硬质铝合金型材的组成元素为 -Al，Si，Fe，Mn，Mg，Zn，Cu，Ni 和 Ti，其组分配比为:AL88.5%, S1.7%, Fel.4%,Mn0.95%, Mg0.9%, Zn2.4%, Cu4.6%, N1.35%, T1.2%。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀硬质铝合金型材，其特征在于，所述耐腐蚀硬质铝合金型材的硬度值HRB为50.5以上。3.根据权利要求1所述的耐腐蚀硬质铝合金型材，其特征在于，所述耐腐蚀硬质铝合金型材平均抗压强度为235MPa以上。4.权利要求1所述的耐腐蚀硬质铝合金型材的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤: 步骤S1:提供铝料并将其熔化，然后按比例添加粉末Si，Fe，Mn，Mg，Zn，Cu，Ni，Ti ; 步骤S2:控制高温熔铸，形成铝基固熔体； 步骤S3:进行阳极氧化处理、净化处理与变质处理，使晶粒细化； 步骤S4:采用模具插接成型。5.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中经过处理后晶粒细化至粒径减小到细化前粒径的二十分之一，总量减少30%。6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3进行之前，先进行时效强化，即在常温或加温的条件下，使在步骤S2所得的所述铝基固熔体以金属间化合物的形式析出，形成弥散分布的硬质质点。
【专利摘要】本发明涉及一种耐腐蚀硬质铝合金型材及其制备工艺。所述耐腐蚀硬质铝合金型材的组成元素为：Al，Si，Fe，Mn，Mg，Zn，Cu，Ni和Ti，其组分配比为：Al 88.5％，Si 0.7％，Fe 1.4％，Mn 0.95％，Mg 0.9％，Zn 2.4％，Cu 4.6％，Ni 0.35％，Ti 0.2％，其制备工艺为：步骤S1：将铝料熔化，并按比例添加Si，Fe，Mn，Mg，Zn，Cu，Ni，Ti；步骤S2：控制高温熔铸，形成铝基固熔体；步骤S3：进行阳极氧化处理、净化处理与变质处理，使晶粒细化；步骤S4：采用模具插接成型。本发明提供的所述耐腐蚀硬质铝合金型材具有良好的耐腐蚀特性和优异的机械强度，优于普通实验室通用型材。
【IPC分类】C22F1/057, C22C21/18
【公开号】CN104962792
【申请号】CN201510401728
【发明人】唐曾琦
【申请人】湖南朗圣实验室技术发展有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月10日