一种高强高韧耐腐蚀型铝合金型材的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种高强高韧耐腐蚀型铝合金型材。
【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，本发明提出了一种高强高韧耐腐蚀型铝合金型材，其强度高，韧性和耐腐蚀性好，使用寿命长。
[0004]本发明提出的一种高强高韧耐腐蚀型铝合金型材，其成分按重量百分比包括:Mg:1.2-1.8 % ；Cu:2-3 % ；Mn:0.1-0.3 % ；Zn:5_8 % ；Zr:0.05-0.2 % ；T1:0.02-0.1 % ；Cr:
0.09-0.15% ；Fe:0.05-0.25% ；Y:0.05-0.3% ；S1:0.01-0.05% ;余量为 A1 ；
[0005]根据上述成分配比，所述高强高韧耐腐蚀型铝合金型材按照以下工艺进行制备:
[0006]S1、按配比将各原料进行熔炼，浇注后得到铸锭；其中，浇注温度为700_720°C ；
[0007]S2、将铸锭在460-500°C下保温2-5h，然后升温至520-550°C后保温10-15h得到均匀化铸锭；
[0008]S3、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% ；
[0009]S4、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；
[0010]S5、将热处理件水洗后进行脱脂处理10-15min，然在室温下铬化l_4min，水洗、干燥后进行粉末喷涂，其中，粉末喷涂过程中，电压为45-55KV，枪距为20-30cm，喷涂厚度为
0.85-1.0mm，喷涂结束后在150_180°C下固化15_20min得到所述高强高韧耐腐蚀型铝合金型材。
[0011]优选地，其成分中，Cu与Mg的重量比为2:1。
[0012]优选地，在S1中，浇注温度为700°C。
[0013]优选地，在在S2中，升温至520-550°C的过程中，升温速率为20-35°C /min。
[0014]优选地，在在S3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
[0015]优选地，在S4中，将挤压件放置于保温炉内，在420°C下保温1.3h，升温至485°C后保温2.6h，然后在520 C下保温lh，空冷至室温，然后在200 C后保温6h，降温至130 C后保温8h，空冷至室温后得到热处理件。
[0016]优选地，在S5中，在铬化过程中，铬化剂为硫酸铬溶液、三氯化铬溶液和硝酸铬溶液中的一种或多种的混合物。
[0017]优选地，在S5中，铬化剂的浓度为5-10g/L，pH值为1.6-2.0。
[0018]优选地，在S5中，在粉末喷涂过程中，所用的粉末粒径为50-65 μ m。
[0019]本发明所述高强高韧耐腐蚀型铝合金型材的成分以Al、Zn、Mg、Cu为主合金元素，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，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，并添加了 Cr、Μη和Zr，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；加入Y后，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，首先对铸锭进行了均匀化处理，在460-500°C下保温2-5h，有利于弥散相粒子形核析出，同时防止了铸锭过烧，之后在520-550°C后保温10-15h，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抒，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，之后进行了粉末喷涂处理，在铝合金型材的表面得到了平整的外膜，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。
[0020]对本发明所述高强高韧耐腐蚀型铝合金型材进行性能检测，其拉伸强度为700-820MPa，屈服强度为635_756MPa，断裂伸长率为14.5-15.6%，冲击功为18.2-19.3J ；从上述数据可知，本发明所述高强高韧耐腐蚀型铝合金型材强度高，韧性好。
【具体实施方式】
[0021]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0022]实施例1
[0023]本发明提出的一种高强高韧耐腐蚀型铝合金型材，其成分按重量百分比包括:Mg:1.8% ；Cu:2% ；Mn:0.3% ；Zn:5% ；Zr:0.2% ；T1:0.02% ；Cr:0.15% ；Fe:0.05% ；Y:0.3% ；Si:0.01% ;余量为 Al ；
[0024]根据上述成分配比，所述高强高韧耐腐蚀型铝合金型材按照以下工艺进行制备:
[0025]S1、按配比将各原料进行熔炼，浇注后得到铸锭；其中，浇注温度为720V ;
[0026]S2、将铸锭在460°C下保温5h，然后升温至520°C后保温15h得到均匀化铸锭；
[0027]S3、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% ;
[0028]S4、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；
[0029]S5、将热处理件水洗后进行脱脂处理lOmin，然在室温下铬化4min，水洗、干燥后进行粉末喷涂，其中，粉末喷涂过程中，电压为45KV，枪距为30cm，喷涂厚度为0.85mm，喷涂结束后在180°C下固化15min得到所述高强高韧耐腐蚀型铝合金型材。
[0030]实施例2
[0031]本发明提出的一种高强高韧耐腐蚀型铝合金型材，其成分按重量百分比包括:Mg:1.3% ；Cu:2.3% ；Mn:0.26 % ；Zn:6.5 % ；Zr:0.18 % ；T1:0.04 % ；Cr:0.13 % ；Fe:0.1 % ；
Y:0.26% ；Si:0.02% ;余量为 Al ；
[0032]根据上述成分配比，所述高强高韧耐腐蚀型铝合金型材按照以下工艺进行制备:
[0033]S1、按配比将各原料进行熔炼，浇注后得到铸锭；其中，浇注温度为710°C ;
[0034]S2、将铸锭在475°C下保温4.3h，然后升温至530°C后保温13.8h得到均匀化铸锭;
[0035]S3、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455°C，预热时间为3.2h,均匀化铸锭的预热温度为480°C，预热时间为5h，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1.3% ;
[0036]S4、将挤压件放置于保温炉内，在430°C下保温1.2h，升温至485°C后保温2.6h，然后在520 C下保温0.9h，空冷至室温，然后在200 C后保温7h，降温至128 C后保温9.5h，空冷至室温后得到热处理件；
[0037]S5、将热处理件水洗后进行脱脂处理13.5min，然在室温下铬化2min，水洗、干燥后进行粉末喷涂，其中，粉末喷涂过程中，电压为52KV，枪距为26cm，喷涂厚度为0.95mm，喷涂结束后在158°C下固化19min得到所述高强高韧耐腐蚀型铝合金型材。
[0038]实施例3
[0039]本发明提出的一种高强高韧耐腐蚀型铝合金型材，其成分按重量百分比包括:Mg:
1.5% ；Cu:2.6% ；Mn:0.15% ；Zn:6.8% ；Zr:0.15% ；T1:0.06% ；Cr:0.13% ；Fe:0.22% ；
Y:0.25% ；Si:0.015% ;余量为 Al ；
[0040]根据上述成分配比，所述高强高韧耐腐蚀型铝合