一种高韧性防腐铝合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金及其制备方法，尤其涉及一种高韧性防腐铝合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，自从人类开始冶炼金属并使用金属制品以来，金属的腐蚀与防护问题也就相伴而来。金属的腐蚀给社会造成的损失是巨大的。据统计，人们每年冶炼出来的金属约有1/10被腐蚀破坏，相当于每年约有1/10的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功；而1/10被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏，其损失要远远大于金属本身的价值；而由此造成的停工、停产及人身伤亡的损失更是难以估量的。所以金属腐蚀及防护问题引起了人们的高度重视。锌铝合金是一种新型防腐材料，主要用于金属表面的镀层，与纯锌和纯铝镀层相比，其涂后具有粘附性强，耐磨性和抗腐蚀性更好，施工性能优越等特点，因而得到了较为广泛的应用，并成为人们研究的热点。
【发明内容】
[0003]为解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出一种高韧性防腐铝合金及其制备方法，制备得到的铝合金韧性高，防腐蚀性能好。
[0004]本发明提出的一种高韧性防腐铝合金，其元素按重量百分比包括:锌2.5-3.4%,镁 2.2-2.6%、铜 0.1-0.3%、铁 0.8-1.6%、锰 0.5-1.5%、铼 0.5-1.5%、铬 0.1-0.2%、钛1.1-1.5%、硼 1.5-2.5%，余量为铝。
[0005]优选地，其元素按重量百分比包括:锌2.5-3.4%、镁2.3-2.5%、铜0.15-0.25%,铁 0.9-1.5%、锰0.8-1.2%、铼0.8-1.2%、铬0.12-0.18%、钛 1.2_1.4%、硼 1.8_2.2%，
余量为招。
[0006]优选地，其元素按重量百分比包括:锌2.95 %、镁2.4 %、铜0.2 %、铁1.2 %、锰
1.0%、铼 1.0%、铬 0.15%、钛 1.3%、硼 2.0%，余量为铝。
[0007]本发明提出的一种高韧性防腐铝合金的制备方法，包括如下步骤:
[0008]S1、将锌粉、镁粉、铜块、铁块、锰锭、铼锭、铬粉、钛锭和硼粉在850-950 °C熔炼形成合金液，利用氩气罐喷吹氩气，将纳米碳化硅均匀弥散分布在合金液中进行变质处理；
[0009]S2、向S1中经过变质处理过的合金液加入复合稳定剂，然后精炼脱氧得到物料a ;
[0010]S3、将物料a进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，将铸件在950-1050°C预热35-45min，再加热40_45min，保温2_3h，然后在清水中进行预冷处理得到物料b ;
[0011]S4、将物料b进行淬火处理，然后将淬火处理后的铸件升温至180_210°C进行回火处理，回火处理的时间为5-6h，冷却到室温后得到高韧性防腐铝合金。
[0012]优选地，S1中，将铝锭在850_950°C熔炼成液态后，添加铜块、铁块、锰锭、铼锭、铬粉、钛锭和硼粉，熔化后添加锌粉和镁粉形成合金液，利用氩气罐喷吹氩气，将纳米碳化硅均勾弥散分布在合金液中进行变质处理。
[0013]优选地，S2中的复合稳定剂由甲烷磺酸锡和2-巯基苯并噻唑按重量比为1-3:2-5混合而成。
[0014]优选地，S3中，预冷处理的时间为3-4min，清水的温度为37-42°C。
[0015]优选地，S4中，淬火处理的温度为760-780°C，淬火处理的时间为4_7min。
[0016]在本发明中，对现有的铝合金制备工艺进行了改进，探索形成新的高韧性防腐蚀铝合金的制备工艺制度，从而制备获得性能良好的高韧性防腐蚀铝合金；在上述工艺制度中，优化了铝合金的合金成分和合金化工艺；通过将浇铸-预冷-淬火-回火进行综合考虑和工艺协同，并对工艺参数进行合理设定，使得高韧性防腐蚀铝合金成形过程中，形变合理，并在熔融过程中同步完成对合金液的变质处理，并通过添加复合稳定剂进行精炼脱氧，充分发挥合金元素的强化作用，形成分布良好的强化相，从而使得最终获得的高韧性防腐铝合金具有良好的机械性能和抗腐蚀性能。
[0017]而A1是锌铝合金中最大的合金元素。在低熔点的共晶熔体中，A1对钢基在熔体中的生成Fe-Zn合金层反应有很强的阻滞作用。A1富集于钢基和镀层的界面上，这不仅能阻滞Fe-Zn合金层的反应，而且还能防止界面产生裂纹。富铝相能促进富锌相的成核能力，共晶相中富铝相与富锌相交错的层状组织能使加工成型性比其它镀层更好。铝的阻滞作用是由于在钢基表面生成了 Fe2AlJ$护层。A1还可以使镀层光泽明显提高，因为A1和0的亲和力比Zn和0大，所以在镀层表面生成了一层A1203的保护膜，防止镀层表面的氧化，A1还能提高锌液的流动性，降低镀层厚。锌中添加镁能增加Zn-Al合金镀层的腐蚀阻力，抑制锌铝合金的晶界腐蚀，消除锌铝合金中杂质元素Sn和Cd的不良影响。在低铝锌基合金中添加镁的镀层在海水中的耐腐蚀性有很大的提高。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
[0019]实施例1
[0020]本发明提出的一种高韧性防腐铝合金的制备方法，包括如下步骤:
[0021]S1、将铝锭在900°C熔炼成液态后，添加铜块、铁块、锰锭、铼锭、铬粉、钛锭和硼粉，熔化后添加锌粉和镁粉形成合金液，并对合金液进行组分的调控，调控后合金液的组分为:锌 2.95%、镁 2.4%、铜0.2%、铁1.2%、锰 1.0%、铼 1.0%、铬0.15%、钛 1.3%、硼 2.0%，余量为铝；然后利用氩气罐喷吹氩气，将纳米碳化硅均匀弥散分布在合金液中进行变质处理；
[0022]S2、向S1中经过变质处理过的合金液加入复合稳定剂，然后精炼脱氧得到物料a，其中，复合稳定剂由甲烷磺酸锡和2-巯基苯并噻唑按重量比为2:3.5混合而成；
[0023]S3、将物料a进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，将铸件在1000°C预热40min，再加热42.5min，保温2.5h，然后在清水中进行预冷处理得到物料b，其中，预冷处理的时间为3.5min，清水的温度为39.5°C ；
[0024]S4、将物料b进行淬火处理，淬火处理的温度为770°C，淬火处理的时间为5.5min，然后将淬火处理后的铸件升温至195°C进行回火处理，回火处理的时间为5.5h，冷却到室温后得到高韧性防腐铝合金。
[0025]实施例2
[0026]本发明提出的一种高韧性防腐铝合金的制备方法，包括如下步骤:
[0027]S1、将铝锭在850°C熔炼成液态后，添加铜块、铁块、锰锭、铼锭、铬粉、钛锭和硼粉，熔化后添加锌粉和镁粉形成合金液，并对合金液进行组分的调控，调控后合金液的组分为:锌2.5%、镁2.5%、铜0.15%、铁1.5%、锰0.8%、铼1.2%、铬0.12%、钛 1.4%、硼 1.8%，余量为铝；然后利用氩气罐喷吹氩气，将纳米碳化硅均匀弥散分布在合金液中进行变质处理；
[0028]S2、向S1中经过变质处理过的合金液加入复合稳定剂，然后精炼脱氧得到物料a，其中，复合稳定剂由甲烷磺酸锡和2-巯基苯并噻唑按重量比为1:5混合而成；
[0029]S3、将物料a进行浇注，经铸造成型，清理，得到铸件，将铸件在950°C预热45min，再加热40min，保温3h，然后在清水中进行预冷处理得到物料b，其中，预冷处理的时间为3min，清水的温度为42°C ；
[0030]S4、将物料b进行淬火处理，淬火处理的温度为760°C，淬火处理的时间为7min，然