CN101413077A

CN101413077A - 提高铝合金耐腐蚀性能的方法

Info

Publication number: CN101413077A
Application number: CNA2008102352457A
Authority: CN
Inventors: 潘琰峰; 郭富安; 胡平; 纪艳丽; 刘国金
Original assignee: Suzhou Nonferrous Metal Research Institute Co Ltd
Current assignee: Suzhou Nonferrous Metal Research Institute Co Ltd
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2009-04-22

Abstract

本发明提供一种提高铝合金耐腐蚀性能的方法，在熔铸过程中控制铝合金的成分质量百分含量：Si 0.1～0.5wt％，Fe 0.1～0.5wt％，Cu 0.05～0.3wt％，Mn 1.0～1.6wt％，Mg 0.3～0.6wt％，Zn 0.05～0.3wt％，Cr 0.05～0.15wt％；其铸锭均匀化后热轧及冷粗轧，并于300～500℃中间退火1～4h后进行冷精轧，控制每道次压下量大于20％，再对冷精轧带材进行230～350℃成品退火1～4h。在优选的合金成分基础上，通过控制熔铸工艺，制备出的铸锭内部晶粒以大尺寸晶粒形态存在，既能为合金获得优良耐腐蚀性能提供保障，又能减少常规铸造过程中晶粒细化处理环节；本发明在提高合金耐腐蚀性能的同时还能保持合金具有优良的力学性能、热加工性等特性。

Description

提高铝合金耐腐蚀性能的方法

技术领域

本发明涉及一种提高铝合金耐腐蚀性能的方法，属于有色金属技术领域。

背景技术

汽车热交换器使用过程中经受非常苛刻的道路环境影响、反复的热循环和使用周期中产生的振动，还常与氨、硫化氢、氢化物及酸等腐蚀介质接触，因此要求铝合金材料不仅要有良好的力学性能、抗下垂性能以及加工性能、钎焊性、散热性等，还要有优异的耐腐蚀性能。目前，用于热交换器的铝合金主要以Al-Mn系合金为主，国内企业生产出的Al-Mn合金的性能相对较差，不能很好地满足热交换器产品的使用要求，尤其是对材料耐腐蚀性能的要求。随着汽车使用性能要求的提高，以及卡车等重型车辆热交换器铝化率的提高，对用于热交换器的铝合金材料提出了更高的要求。

合金的耐腐蚀性能是评价产品使用寿命的重要指标，好的耐腐蚀性能可以保证产品的长期运行稳定性和使用安全性。国内目前在热交换器用铝合金材料耐腐蚀性能方面的研究较少。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种提高铝合金耐腐蚀性能的方法，旨在有效解决目前热交换器用铝合金耐腐蚀性能偏低的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

提高铝合金耐腐蚀性能的方法，特点是：在熔铸过程中控制铝合金的成分质量百分含量：Si 0.1～0.5wt％，Fe 0.1～0.5wt％，Cu 0.05～0.3wt％，Mn 1.0～1.6wt％，Mg 0.3～0.6wt％，Zn 0.05～0.3wt％，Cr 0.05～0.15wt％；其铸锭均匀化后热轧及冷粗轧，并于300～500℃中间退火1～4h后进行冷精轧，控制每道次压下量大于20％，再对冷精轧带材进行230～350℃成品退火1～4h。

进一步地，上述的提高铝合金耐腐蚀性能的方法，将冷精轧带材在260～300℃成品退火1～4h。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

发明在优选的合金成分基础上，通过控制熔铸工艺，制备出的铸锭内部晶粒以大尺寸晶粒形态存在，既能为合金获得优良耐腐蚀性能提供保障，又能减少常规铸造过程中晶粒细化处理环节，节省生产成本；通过对轧制工艺和成品退火工艺的优选，在最终使用状态的带材内形成大量的沿轧制方向存在的大尺寸拉长晶粒，可减少合金内晶界的数量，抑制腐蚀介质沿晶界向晶内腐蚀，从而提高合金的耐腐蚀能力；本发明在提高合金耐腐蚀性能的同时还能保持合金具有优良的力学性能、热加工性等特性，利于材料生产制造，可减少工艺环节，降低生产成本，经济效益和社会效应显著。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：1#铝合金铸锭铸态小晶粒组织照片；

图2：2#铝合金铸锭铸态大晶粒组织照片；

图3：1#和2#合金耐腐蚀性能结果；

图4：1#和2#合金力学性能结果；

图5：3#铝合金铸锭铸态小晶粒组织照片；

图6：4#铝合金铸锭铸态大晶粒组织照片；

图7：3#和4#合金耐腐蚀性能结果；

图8：3#和4#合金力学性能结果；

图9：不同温度成品退火下的1#合金耐腐蚀性能结果；

图10：不同温度成品退火下的2#合金耐腐蚀性能结果；

图11：不同温度成品退火下的1#和2#合金力学性能结果。

具体实施方式

为满足热交换器部件用铝合金材料所要求的种种特性，本发明提供一种提高铝合金耐腐蚀性能的方法，选择优化的合金组分含量，以合适的熔铸、轧制和热处理等工艺手段进行生产制造，制造获得的铝合金带材的耐腐蚀性能得到极大提高，且又能保持优良的力学性能及热加工性等其它特性。

在熔铸过程中控制铝合金的成分质量百分含量：Si 0.1～0.5wt％，Fe0.1～0.5wt％，Cu 0.05～0.3wt％，Mn 1.0～1.6wt％，Mg 0.3～0.6wt％，Zn 0.05～0.3wt％，Cr 0.05～0.15wt％，浇铸和凝固过程中控制冷却条件，使晶粒能充分长大；在优选的合金成分基础上，通过控制铸造工艺制备出具有大晶粒的铸锭，对铸锭高温均匀化后进行热轧以及冷粗轧，再进行300～500℃中间退火1～4h后进行冷精轧，控制每道次压下量大于20％，获得一定厚度的带材，最后再对带材进行230～350℃成品退火1～4h，成品退火态的带材存在有大量沿轧制方向的拉长再结晶组织。合金带材的耐腐蚀性能得到了极大地提高，且又保持优良的力学性能及热加工性等其它特性。

熔铸中还控制金元素添加顺序，在浇铸时不进行任何细化处理，浇铸和凝固过程中控制冷却条件，使晶粒能充分长大，获得的铸锭具有大尺寸晶粒。可减少熔铸过程中的晶粒细化处理工艺，减少工艺流程，节约生产成本。

实施例1：

按照成分配比：Si 0.1wt％，Fe 0.5wt％，Cu 0.05wt％，Mn 1.0wt％，Mg 0.6wt％，Zn 0.05wt％，Cr 0.15wt％，分别以常规熔铸工艺和本发明提供的方法熔铸出两个锭子，其中将按常规铸造工艺制备出的锭子定义为1#，按本发明提供方法铸造出的锭子定义为2#。图1、图2分别为两个锭子的宏观低倍照片，由图可以比较发现，采用本发明提供的熔铸方法获得的2#铸锭具有粗大的晶粒，晶粒尺寸在1～4mm范围内，而采用常规熔铸工艺获得的1#铸锭的晶粒很细小，在0.3mm以下。

将上述两种铸锭经600℃/15h均匀化处理后在480℃的加热温度进行热轧，再经350℃/3h的中间退火后进行冷轧，将获得的冷轧带材在270℃温度退火2h，获得H24态的使用状态。从所得到的带材上分别剪取试验片，进行耐腐蚀性能、力学性能的测定。其中，耐腐蚀性能按GB 10124-88进行试验，采用对比结果评价合金的耐腐蚀性能优劣，所得结果见图3；力学性能按照国标GB/T228-2002测定，所得结果见图4。

由图3、图4结果比较发现，采用本发明方法能使合金在保持良好力学性能的基础上，耐腐蚀性能得到很大程度提高。

实施例2：

按照成分配比Si 0.5wt％，Fe 0.1wt％，Cu 0.3wt％，Mn 1.6wt％，Mg 0.3wt％，Zn 0.3wt％，Cr 0.05wt％，分别以常规熔铸工艺和本发明方法熔铸出两个锭子，其中将按常规铸造工艺制备出的锭子定义为3#，按本发明方法铸造出的锭子定义为4#。如图5、图6分别为两个锭子的宏观低倍照片，由图可以比较发现，采用本发明方法获得的4#铸锭具有粗大的晶粒，晶粒尺寸在1～2mm范围内，而采用常规熔铸工艺获得的3#铸锭的晶粒很细小，在0.2mm以下。

将上述两种铸锭经600℃/15h均匀化处理后在480℃的加热温度进行热轧，再经350℃/3h的中间退火后进行冷轧，将获得的冷轧带材在270℃温度退火2h，获得H24态的使用状态。从所得到的带材上分别剪取试验片，进行耐腐蚀性能、力学性能的测定。其中，耐腐蚀性能按GB 10124-88进行试验，采用对比结果来评价合金的耐腐蚀性能优劣，所得结果见图7；力学性能按照国标GB/T228-2002测定，所得结果见图8。

由图7、图8结果比较发现，利用本发明方法使合金在保持良好力学性能的基础上，耐腐蚀性能得到很大程度提高。

实施例3：

实施例1中所得到1#铸锭和2#铸锭，经600℃/15h均匀化处理后在480℃的加热温度进行热轧，并经350℃/3h的中间退火后进行冷轧，得到两种冷轧带材，分别于250℃、270℃、290℃、310℃成品退火2h，对处理后的带材取样并按上述的标准进行相应的耐腐蚀性能和力学性能检测，检测结果分别如图9、图10及图11。

由图9、图10和图11结果可以发现，通过退火处理工艺的优化，即适当提高退火处理温度，可以使1#和2#带材的耐腐蚀性能得到很大程度的提高，并同时保持良好的力学性能。

综上所述，本发明在优选的合金成分基础上，通过控制熔铸工艺，制备出的铸锭内部晶粒以大尺寸晶粒形态存在，既能为合金获得优良耐腐蚀性能的提供保障，又能减少常规铸造过程中晶粒细化处理环节，节省生产成本；通过对轧制工艺和成品退火工艺的优选，在最终使用状态的带材内形成大量的沿轧制方向存在的大尺寸拉长晶粒，可减少合金内晶界的数量，抑制腐蚀介质沿晶界向晶内腐蚀，从而提高合金的耐腐蚀能力；本发明在提高合金耐腐蚀性能的同时还能保持合金具有优良的力学性能、热加工性等特性，利于材料的生产制造，可减少工艺环节，降低生产成本。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims

1.提高铝合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于：在熔铸过程中控制铝合金的成分质量百分含量：Si 0.1～0.5wt％，Fe 0.1～0.5wt％，Cu 0.05～0.3wt％，Mn 1.0～1.6wt％，Mg 0.3～0.6wt％，Zn 0.05～0.3wt％，Cr 0.05～0.15wt％；其铸锭均匀化后热轧及冷粗轧，并于300～500℃中间退火1～4h后进行冷精轧，控制每道次压下量大于20％，再对冷精轧带材进行230～350℃成品退火1～4h。

2.根据权利要求1所述的提高铝合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于：将冷精轧带材在260～300℃成品退火1～4h。