一种耐腐蚀铝合金型材及其生产工艺的制作方法

文档序号:15265095发布日期:2018-08-24 23:07阅读:243来源:国知局

本发明涉及铝合金型材技术领域,尤其涉及一种耐腐蚀铝合金型材及其生产工艺。



背景技术:

我国已经是全球最大的铝挤压材生产、出口和消费大国。当前,我国铝挤压工业进入规模化和技术升级的新阶段,处于变革与转型的重要时期。现在铝合金行业已经朝着生产环保低能耗,合金性能优异的方向发展。

在现有复杂铝合金中,合金元素多、相多,即使在平衡状态下也是完全固溶的合金,往往出现共晶体。为了提高其耐腐蚀性能,欧美国家先后开发了t73、t76、t74等过时效制度。这样做的结果是耐蚀性能提高了,但抗拉强度却降低了。为了兼顾两者都不受影响,现有技术已经有人研究多级时效,并认为多级时效是改善合金耐蚀性的有效办法。而多级时效是个很复杂的过程,每种不同配方的铝合金,就需要不同的多级时效。

因此,目前急需研发一种新的耐腐蚀铝合金型材及其相应的生产工艺。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种兼顾耐腐蚀性和抗拉性的耐腐蚀铝合金型材及其生产工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的:一种耐腐蚀铝合金型材,包括以下重量份数的原料:铝73.9-85.8份,铜4-7份,锰5-7份,镁1-2份,铁1-3份,锌1-2份,铬0.5-1份,钛0.5-1.5份,锆0.3-0.8份,硅0.4-0.8份,镍0.5-1.0份。

作为本发明的优选方式之一,包括以下重量份数的原料:铝79.85份,铜5.5份,锰6份,镁1.5份,铁2份,锌1.5份,铬0.8份,钛1份,锆0.5份,硅0.6份,镍0.75份。

作为本发明的优选方式之一,包括以下重量份数的原料:铝82.7份,铜5份,锰5.5份,镁1.2份,铁1.5份,锌1.2份,铬0.6份,钛0.8份,锆0.4份,硅0.5份,镍0.6份。

作为本发明的优选方式之一,包括以下重量份数的原料:铝77.2份,铜6份,锰6.5份,镁1.8份,铁2.5份,锌1.8份,铬0.9份,钛1.2份,锆0.6份,硅0.7份,镍0.8份。

一种生产上述耐腐蚀铝合金型材的工艺,包括如下步骤:

(1)配料及熔炼:分别称取上述重量份数的原料进行配料,再将各原料加入熔炼炉内,升温至炉料开始软化下塌时,向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖,当炉料完全熔化后,扒出表面浮渣,保持熔炼炉内温度为700-750℃,高温熔炼5-7h,得到铝合金熔液;

(2)铸造:将得到的铝合金熔液铸造成铸棒,切断成短棒,去掉其表面的氧化皮,得到铝合金铸锭;

(3)退火:将得到的铝合金铸锭进行均匀化退火21-24h;

(4)两步法热处理:将铝合金铸锭进行双级加热,将铝合金铸锭加热至300-350℃保温1-1.5h,风冷后,继续加热到450-500℃保温2.5-3.5h,得到处理后的铝合金铸锭;

(5)挤压:将热处理后的铝合金铸锭经过铝合金型材模具挤压得到铝合金型材;

(6)时效:对铝合金型材进行一级时效处理,温度为430-500℃、时间50-120min,然后将其水冷至室温后,再进行二级时效热处理,温度为150-200℃、时间2-12h,再空冷至室温得到时效型材;

(7)冷处理:将时效后的铝合金型材重新固溶淬火后15-25min内,置于液氮中进行冷处理,其中,冷处理温度为(-200)-(-185)℃,保温时间为15-45min;

(8)氧化处理:将型材放入硫酸溶液中,以铝型材为阳极,纯铝板为阴极,生产氧化膜。

作为本发明的优选方式之一,所述步骤(1)中,覆盖剂由下列重量份的覆盖剂原料混合而成:碳酸钠9份,氯化钾4份,玻璃粉5份,刚玉粉6份,萤石粉8份,椰壳炭粉3份,氮化铝6份,镁砂粉5份,莫来石粉8份,凹凸棒土4份。

作为本发明的优选方式之一,所述步骤(2)中,将得到的铝合金熔液在温度为700-720℃,铸造速度为70-85mm/min的条件下铸造成为铸棒,切断成长度为500-600mm的短棒,去掉其表面的氧化皮,得到铝合金铸锭。

作为本发明的优选方式之一,所述步骤(3)中,将得到的铝合金铸锭在退火温度为460-475℃的条件下进行均匀化退火21-24h。

作为本发明的优选方式之一,所述步骤(5)中,先将模具预热到温度为300-320℃,将热处理后的铝合金铸锭经过铝合金型材模具挤压,挤压温度为450-480℃,挤压力为320-330kn,得到铝合金型材。

作为本发明的优选方式之一,所述步骤(8)中,将型材放入为150g/l的硫酸溶液中,以铝型材为阳极,纯铝板为阴极,生产氧化膜的平均厚度为3-5μm。

本发明相比现有技术的优点在于:通过对各合金元素按一定比例进行添加调整配比,从而提高材料的抗拉强度和耐腐蚀性,最终获得一种高温抗拉、耐腐蚀的铝合金型材;此外,该铝合金型材的生产工艺简单、周期短、效率高,适于大规模化生产。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例的一种耐腐蚀铝合金型材,包括以下重量份数的原料:铝85.8份,铜4份,锰5份,镁1份,铁1份,锌1份,铬0.5份,钛0.5份,锆0.3份,硅0.4份,镍0.5份。

实施例2

本实施例的一种耐腐蚀铝合金型材,包括以下重量份数的原料:铝73.9份,铜7份,锰7份,镁2份,铁3份,锌2份,铬1份,钛1.5份,锆0.8份,硅0.8份,镍1.0份。

实施例3

本实施例的一种耐腐蚀铝合金型材,包括以下重量份数的原料:铝79.85份,铜5.5份,锰6份,镁1.5份,铁2份,锌1.5份,铬0.8份,钛1份,锆0.5份,硅0.6份,镍0.75份。

实施例4

本实施例的一种耐腐蚀铝合金型材,包括以下重量份数的原料:铝82.7份,铜5份,锰5.5份,镁1.2份,铁1.5份,锌1.2份,铬0.6份,钛0.8份,锆0.4份,硅0.5份,镍0.6份。

实施例5

本实施例的一种耐腐蚀铝合金型材,包括以下重量份数的原料:铝77.2份,铜6份,锰6.5份,镁1.8份,铁2.5份,锌1.8份,铬0.9份,钛1.2份,锆0.6份,硅0.7份,镍0.8份。

实施例6

本实施例的一种耐腐蚀铝合金型材的生产工艺,包括如下步骤:

(1)配料及熔炼:分别称取上述重量份数的原料进行配料,再将各原料加入熔炼炉内,升温至炉料开始软化下塌时,向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖,当炉料完全熔化后,扒出表面浮渣,保持熔炼炉内温度为700℃,高温熔炼5h,得到铝合金熔液;其中,覆盖剂由下列重量份的覆盖剂原料混合而成:碳酸钠9份,氯化钾4份,玻璃粉5份,刚玉粉6份,萤石粉8份,椰壳炭粉3份,氮化铝6份,镁砂粉5份,莫来石粉8份,凹凸棒土4份;

(2)铸造:将得到的铝合金熔液在温度为700℃,铸造速度为70mm/min的条件下铸造成为铸棒,切断成长度为500mm的短棒,去掉其表面的氧化皮,得到铝合金铸锭。

(3)退火:将得到的铝合金铸锭在退火温度为460℃的条件下进行均匀化退火21h;

(4)两步法热处理:将铝合金铸锭进行双级加热,将铝合金铸锭加热至300℃保温1h,风冷后,继续加热到450℃保温2.5h,得到处理后的铝合金铸锭;

(5)挤压:先将模具预热到温度为300℃,将热处理后的铝合金铸锭经过铝合金型材模具挤压,挤压温度为450℃,挤压力为320kn,得到铝合金型材;

(6)时效:对铝合金型材进行一级时效处理,温度为430℃、时间50min,然后将其水冷至室温后,再进行二级时效热处理,温度为150℃、时间2h,再空冷至室温得到时效型材;

(7)冷处理:将时效后的铝合金型材重新固溶淬火后15min内,置于液氮中进行冷处理,其中,冷处理温度为-200℃,保温时间为15min;

(8)氧化处理:将型材放入为150g/l的硫酸溶液中,以铝型材为阳极,纯铝板为阴极,生产氧化膜,氧化膜的平均厚度为3μm。

实施例7

本实施例的一种耐腐蚀铝合金型材的生产工艺,包括如下步骤:

(1)配料及熔炼:分别称取上述重量份数的原料进行配料,再将各原料加入熔炼炉内,升温至炉料开始软化下塌时,向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖,当炉料完全熔化后,扒出表面浮渣,保持熔炼炉内温度为750℃,高温熔炼7h,得到铝合金熔液;其中,覆盖剂由下列重量份的覆盖剂原料混合而成:碳酸钠9份,氯化钾4份,玻璃粉5份,刚玉粉6份,萤石粉8份,椰壳炭粉3份,氮化铝6份,镁砂粉5份,莫来石粉8份,凹凸棒土4份;

(2)铸造:将得到的铝合金熔液在温度为720℃,铸造速度为85mm/min的条件下铸造成为铸棒,切断成长度为600mm的短棒,去掉其表面的氧化皮,得到铝合金铸锭。

(3)退火:将得到的铝合金铸锭在退火温度为475℃的条件下进行均匀化退火24h;

(4)两步法热处理:将铝合金铸锭进行双级加热,将铝合金铸锭加热至350℃保温1.5h,风冷后,继续加热到500℃保温3.5h,得到处理后的铝合金铸锭;

(5)挤压:先将模具预热到温度为320℃,将热处理后的铝合金铸锭经过铝合金型材模具挤压,挤压温度为480℃,挤压力为330kn,得到铝合金型材;

(6)时效:对铝合金型材进行一级时效处理,温度为500℃、时间120min,然后将其水冷至室温后,再进行二级时效热处理,温度为200℃、时间12h,再空冷至室温得到时效型材;

(7)冷处理:将时效后的铝合金型材重新固溶淬火后25min内,置于液氮中进行冷处理,其中,冷处理温度为-185℃,保温时间为45min;

(8)氧化处理:将型材放入为150g/l的硫酸溶液中,以铝型材为阳极,纯铝板为阴极,生产氧化膜,氧化膜的平均厚度为5μm。

实施例8

本实施例的一种耐腐蚀铝合金型材的生产工艺,包括如下步骤:

(1)配料及熔炼:分别称取上述重量份数的原料进行配料,再将各原料加入熔炼炉内,升温至炉料开始软化下塌时,向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖,当炉料完全熔化后,扒出表面浮渣,保持熔炼炉内温度为720℃,高温熔炼6h,得到铝合金熔液;其中,覆盖剂由下列重量份的覆盖剂原料混合而成:碳酸钠9份,氯化钾4份,玻璃粉5份,刚玉粉6份,萤石粉8份,椰壳炭粉3份,氮化铝6份,镁砂粉5份,莫来石粉8份,凹凸棒土4份;

(2)铸造:将得到的铝合金熔液在温度为710℃,铸造速度为80mm/min的条件下铸造成为铸棒,切断成长度为550mm的短棒,去掉其表面的氧化皮,得到铝合金铸锭。

(3)退火:将得到的铝合金铸锭在退火温度为470℃的条件下进行均匀化退火22h;

(4)两步法热处理:将铝合金铸锭进行双级加热,将铝合金铸锭加热至325℃保温1.2h,风冷后,继续加热到480℃保温3h,得到处理后的铝合金铸锭;

(5)挤压:先将模具预热到温度为310℃,将热处理后的铝合金铸锭经过铝合金型材模具挤压,挤压温度为470℃,挤压力为325kn,得到铝合金型材;

(6)时效:对铝合金型材进行一级时效处理,温度为460℃、时间85min,然后将其水冷至室温后,再进行二级时效热处理,温度为175℃、时间7h,再空冷至室温得到时效型材;

(7)冷处理:将时效后的铝合金型材重新固溶淬火后20min内,置于液氮中进行冷处理,其中,冷处理温度为-190℃,保温时间为30min;

(8)氧化处理:将型材放入为150g/l的硫酸溶液中,以铝型材为阳极,纯铝板为阴极,生产氧化膜,氧化膜的平均厚度为4μm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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