一种电泳铝合金工业型材的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种电泳铝合金工业型材。
【背景技术】
[0002]铝合金具有密度小、易成型加工、导电导热性好以及资源丰富等众多优良性能，是工业中应用最为广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、交通、建材、石油、化工、电子、电力、国防等领域均有广泛应用。但是铝合金型材的强度和韧性之间往往存在着矛盾，过去几十年，人们对于如何提高铝合金的强度和韧性也进行了广泛深入的研究，然而随着现代工业与国防的发展，人们对铝合金材料的数量和质量提出了更高的要求，因此，在保持超高强度的同时，综合提高铝合金的耐腐蚀性和断裂性能是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种电泳铝合金工业型材，其强度高，韧性和耐腐蚀性好。
[0004]本发明提出的一种电泳铝合金工业型材，其成分按重量百分比包括:Mg:1.5-2% ;Zn:4-6% ；Cu:2-3% ；Zr:0.1-0.2% ；Cr:0.09-0.15% ；Y:0.2-0.3% ；Mn:0.1-0.3% ；Ti:0.05-0.08% ；Fe:0.05-0.25% ;余量为 A1 ；
[0005]根据上述成分配比，所述电泳铝合金工业型材按照以下工艺进行制备:
[0006]S1、将铸锭在520-550 °C下均匀化2_5h，然后冷却至400-450 °C后保温2_5h得到均匀化铸锭；
[0007]S2、将挤压模具和均匀化铸锭预热后置于挤压机上进行挤压，其中，挤压模具的预热温度为450-470°C，预热时间为2-3.5h，均匀化铸锭的预热温度为470-520°C，预热时间为4-6h，挤压的速度为5-40m/min ;挤压结束后空冷或者水冷至50°C以下后进行拉伸矫直得到挤压件，其中拉伸率为0.5-2.0% ；
[0008]S3、将挤压件放置于保温炉内，在400-450 °C下保温1 -1.5h，升温至480-500 °C后保温2-3h，然后在510-530 °C下保温0.5-1.2h，空冷至室温，然后在195-205 °C后保温5-10h，降温至120-150°C后保温6-10h，空冷至室温后得到热处理件；
[0009]S4、将热处理件水洗后进行脱脂、碱蚀、出光、阳极氧化、着色、封孔和电泳得到所述电泳铝合金工业型材；其中，在电泳过程中，槽液固体份为18-23%，pH值为5.4-6.1，温度为28-35°C，时间为2-5s，极间距为12_15cm，电压为150-250V，烘干温度为130_150°C，烘干时间为10_15min。
[0010]优选地，在S1中，降温至400-450 °C的过程中，降温的速率为20-35 °C /min。
[0011]优选地，在S2中，空冷或者水冷至50°C以下的过程中，冷却速度为135-180°C /min0
[0012]优选地，在S4中，在阳极氧化过程中，电解质的浓度为120_150g/L，电流密度为
2-2.5A/dm2，氧化温度为室温，氧化时间为30_45min。
[0013]优选地，在S4中，在电泳过程中，所用涂料其原料按重量份包括以下组分:丙二醇甲醚10-25份、异丙醇5-10份、甲基丙烯酸2-10份、甲基丙烯酸异辛酯45-55份、苯乙烯
3-9份，甲基丙烯酸-β -羟乙酯5-10份、甲基丙烯酸十二氟庚酯4-10份、乙烯基三甲氧基硅烷1-5份、过氧化苯甲酰0.1-0.5份、氨基树脂2-10份、二甲基乙醇胺3-9份、二乙醇胺2-6份、乙烯基三甲氧基硅烷改性石墨烯2-10份、十二烷基硫醇1-2.5份。
[0014]优选地，在S4中，在电泳过程中，所用涂料其原料按重量份包括以下组分:丙二醇甲醚20份、异丙醇8份、甲基丙烯酸5份、甲基丙烯酸异辛酯50份、苯乙烯6份，甲基丙烯酸-β -羟乙酯8.5份、甲基丙烯酸十二氟庚酯5.6份、乙烯基三甲氧基硅烷3.2份、过氧化苯甲酰0.45份、氨基树脂6份、二甲基乙醇胺7份、二乙醇胺4.6份、乙烯基三甲氧基硅烷改性石墨烯8.5份、十二烷基硫醇2份；电泳过程中，所使用的涂料中，选择了甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异辛酯、苯乙烯，甲基丙烯酸-羟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三甲氧基硅烷进行共聚，同时将氟原子和硅原子引入体系中，提高了电泳漆膜的耐水性、耐腐蚀性和耐高低温性，并配合添加了乙烯基三甲氧基硅烷改性石墨烯，其中的双键可以与体系中的双键发生共聚，从而将石墨烯引入树脂中，防止了因有机硅和有机氟的加入引入的强度的降低；选择了二甲基乙醇胺与二乙醇胺配合作为中和剂，得到的电泳液电导率变化率小，槽液的稳定性最好。
[0015]本发明所述电泳铝合金工业型材，选择了 Al、Mg、Zn、Cu为主要成分，通过控制Cu与Mg的比例，提高了铝合金的强度，开发出了强度和韧性优异的铝合金型材，同时调节了体系中Zn的含量，改善了铝合金型材的韧性和抗剥落腐蚀性；其中的Zr、Cr、Mn在体系中形成了铝化物弥散相，多种铝化物弥散相协同后，具有细化铸态晶粒，强化钉扎位错的作用，从而显著提高了铝合金型材的再结晶温度，降低了晶粒的再结晶，并克服了淬火敏感问题，改善了铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性；其中的Y在体系中能与Cr、Μη和Zr的铝化物形成新的多元弥散相，这种新的多元弥散相能强烈钉扎位错和亚晶界，显著抑制基体的再结晶，保留了以小角度晶界为主的纤维状组织，从而改善了铝合金型材的腐蚀性能，提高其断裂韧性；在制备过程中，对铸锭进行均匀化处理，通过控制均匀化处理的参数，在形成弥散相粒子的同时防止了铸锭的过烧现象，并减少了铸造过程中粗大结晶相，促进了合金元素的原子扩散，有利于后续的挤压和拉伸矫直；之后对铸锭和磨具进行了预热，防止了在制备过程中，磨具和铸锭的开裂，挤压后进行了拉伸矫直，通过控制挤压和拉伸矫直的参数，在防止产生“桔皮”、斜角、开口变形的前提下消除了弯曲扭拧，改善了铝合金型材的性能；之后进行了热处理，在热处理的过程中分为了多步处理，通过控制热处理过程中的参数，提高了固溶体的过饱和度的同时减少了粗大未溶结晶相，调控了晶界析出相的大小和分布，提高了铝合金型材的强韧性和耐蚀性，之后进行了电泳，在铝合金型材的表面得到了平整的表面膜，防止了腐蚀粒子进入铝合金内部，进一步改善了铝合金型材的耐腐蚀性和强度。
【具体实施方式】
[0016]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0017]实施例1
[0018]本发明提出的一种电泳铝合金工业型材，其成分按重量百分比包括:Mg:1.5% ;Zn:6% ；Cu:2% ；Zr:0.2% ；Cr:0.09% ；Y:0.3% ；Mn:0.1% ；T1:0.08% ；Fe:0.05% ;余量为Al ；
[0019]根据上述成分配比，所述电泳铝合金工业型材按照以下工艺进行制备:
[0020]S1、将铸锭在520°C下均匀化5h，然后冷却至400°C后保温5h得到均匀化铸锭；
[0021]S2、将挤压模具和均匀化铸锭预热后置于挤压机上进行挤压，其中，挤压模具的预热温度为450°C，预热时间为3.5h，均匀化铸锭的预热温度为470°C，预热时间为6h，挤压的速度为5m/min ;挤压结束后空冷或者水冷至50°C以下后进行拉伸矫直得到挤压件，其中拉伸率为2.0% ;
[0022]S3、将挤压件放置于保温炉内，在400°C下保温1.5h，升温至480°C后保温3h，然后在510 C下保温1.2h，空冷至室温，然后在195 C后保温10h，降温至120 C后保温10h，空冷至室温后得到热处理件；
[0023]S4、将热处理件水洗后进行脱脂、碱蚀、出光、阳极氧化、着色、封孔和电泳得到所述电泳铝合金工业型材；其中，在电泳过程中，槽液固体份为23%，pH值为5.4，温度为35°C，时间为2s，极间距为15cm，电压为150V，烘干温度为150°C，烘干时间为lOmin。
[0024]对本实施例所述电泳铝合金工业型材进行性能检测，其抗拉强度为759MPa，屈服强度为682MPa，延伸率为14.1%，盐雾试验腐蚀率为0.123mg/cm2.d。
[0025]实施例2
[0026]本发明提出的一种电泳招合金工业型材，其成分按重量百分比包括:Mg:2% ；Zn:4% ；Cu:3% ；Zr:0.1% ；Cr:0.15% ；Y -.0.2% ；Mn:0.3% ；T1:0.05% ；Fe:0.25% ;余量为Al ;
[0027]根据上述成分配比，所述电泳铝合金工业型材按照以下工艺进行制备:
[0028]S1、将铸锭在550°C下均匀化2h，然后冷却至450°C后保温2h得到均匀化铸锭；
[0029]S2、将挤压模具和均匀化铸锭预热后置于挤压机上进行挤压，其中，挤压模具的预热温度为470°C，预热时间为2h，均匀化铸锭的预热温度为520°C，预热时间为4h，挤压的速度为40m/min ;挤压结束后空冷或者水冷至50°C以下后进行拉伸矫直得到挤压件，其中拉伸率为0.5% ；
[0030]S3、将挤压件放置于保温炉内，在450°C下保温lh，升温至500°C后保温2h，然后在530 C下保温0.5h，空冷至室温，然后在205 C后保温5h，降温至150 C后保温6h，空冷至室温后得到热处理件；
[0031]S4、将热处理件水洗后进行脱脂、碱蚀、出光、阳极氧化、着色、封孔和电泳得到所述电泳铝合金工业型材；其中，在电泳过程中，槽液固体份为18%，pH值为6.1，温度为28°C，时间为5s，极间距为12cm，电压为250V，烘干温度为130°C，烘干时间为15min。
[0032]对本实施例所述电泳铝合金工业型材进行性能检测，其抗拉强度为758MPa，屈服强度为656MPa，延伸率为15.1%，盐雾试验腐蚀率为0.13mg/cm2.d。
[0033]实施例3
[0034]本发明提出的一种电泳铝合金工业型材，其成分按重量百分比包括:Mg:1.6% ;Zn:5.3% ；Cu:2.2% ；Zr:0.17% ；Cr:0.1% ；Y:0.24% ；Mn:0.18% ；T1:0.07% ；Fe:0.1% ；余S；为Al ；
[0035]根据上述成分配比所述电泳铝合金工业型材按照以下工艺进行制备:
[0036]S1、将铸锭在546°C下均匀化4.3h，然后冷却至420°C后保温4.7h得到均匀化铸锭；其中，降温至420°C的过程中，降温的速率为20°C /min ;
[0037]S2、将挤压模具和均匀化铸锭预热后置于挤压机上进行挤压，其中，挤压模具的预热温度为458°C，预热时间为3.2h,均匀化铸锭的预热温度为485°C，预热时间为5.8h，挤压的速度为12m/min ;挤压结束后空冷或者水冷至50°C以下后进行拉伸矫直得到挤压件，其中拉伸率为1.8% ;空冷或者水冷至50°C以下的过程中，冷却速度为160°C /min ;
[0038]S3、将挤压件放置于