CN103469030A - 一种防腐蚀易焊接铝合金型材及其制造方法 - Google Patents

一种防腐蚀易焊接铝合金型材及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防腐蚀易焊接铝合金型材及其制造方法，其各元素按质量百分比组成为：Mg4.5-5.8、Zn0.15-0.25、Mn1.2-2.4、Cr0.5-0.8、Ti0.05-0.15、Sr0.01-0.03、Bi0.03-0.04、Ta0.1-0.2、Nd0.04-0.05、Lu0.02-0.03、Si≤0.40、Cu≤0.10、余量为铝。本发明铝合金中添加了少量的Sr、Bi、Ta、Nd、Lu等修饰元素，它们能与铝合金发生有效的微合金化作用，从而大幅度提高铝合金的合金强度、焊接性以及韧性等性能。本发明制得的铝合金型材具有强度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、焊接性好、良好的加工成型性等特点，应用前景广阔。

Description

一种防腐蚀易焊接铝合金型材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种防腐蚀易焊接铝合金型材及其制造方法，属于铝合金材料技术领域。
背景技术
铝合金型材是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，应用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶，建筑，装修。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。然而现有的铝合金或多或少存在着抗腐蚀性差、不易加工及焊接等问题，从而限制了其商业用途。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种防腐蚀易焊接铝合金型材及其制造方法。
本发明采用的技术方案如下：
    一种防腐蚀易焊接铝合金型材，其特征在于：其各元素按质量百分比组成为：
Mg 4.5-5.8、Zn 0.15-0.25、Mn 1.2-2.4、Cr 0.5-0.8、Ti 0.05-0.15、Sr 0.01-0.03、Bi 0.03-0.04、Ta 0.1-0.2、Nd 0.04-0.05、Lu 0.02-0.03、Si ≤0.40、Cu≤0.10、余量为铝。
    一种防腐蚀易焊接铝合金型材的制造方法，其特征在于：按上述合金成分将配好的炉料投入熔炼炉，加热至730-750℃，待金属全部熔化，搅拌30-40分钟，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为715-735℃，精炼时间为15-25分钟，精炼完毕后保温静置20-30分钟，扒渣后开始浇铸，浇铸温度为680-710℃，铸造速度为60-70mm/min，冷却水流量为1500-1600 L/min；浇铸后以130-150℃/小时速率升温至380-420℃，保温3-5小时；再以90-110℃/h升温至480-510℃，保温6-8小时；再以180-220℃/h降温至320-350℃，保温2-3小时；最后以60-80℃/h的速率降至室温；均匀化退火后将铸锭加热至435-455℃，用挤压机挤压成型，挤压速率为6-8m/min；将挤压成型后的铝合金型材加热至520-540℃，保温40-50min后放入0-3℃冰盐水中迅速降至50℃以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材先以30-40℃/h升温至80-100℃，保温2-3h；然后以25-35℃/h升温至150-170℃，保温1-2h；再以40-60℃/h降温至50-60℃，保温10-15h，出炉空冷至室温即得本发明铝合金型材。
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量份的原料：氯化钾 5-10、氯化钠8-12、氟化铝5-10、氮化镁8-12、硼化钛4-8、冰晶石 10-15、硅灰石4-8、膨润土3-5；b.将上述冰晶石、硅灰石、膨润土粉碎过300-400目筛，混合均匀后，加入2-3%的氮化铝、0.5-1%的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、1-2%的纳米碳、1-1.5%的硬脂酸锌，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，取出烘干，在1200-1600℃下煅烧2-3h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料加热至750-800℃，待其全部熔融后，澄清1-2h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过200-400目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
本发明精炼剂的脱杂质率在65-75%之间，去除合金液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化合金液提高了内部质量，气孔度降低1-2度，得到有效的控制。
 
本发明的有益效果：
本发明铝合金中添加了少量的Sr 、Bi 、Ta 、Nd 、Lu等修饰元素，它们能与铝合金发生有效的微合金化作用，从而大幅度提高铝合金的合金强度、焊接性以及韧性等性能。本发明制得的铝合金型材具有强度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、焊接性好、良好的加工成型性等特点，应用前景广阔。
具体实施方式
    一种防腐蚀易焊接铝合金型材，其各元素按质量百分比组成为：Mg 4.5-5.8、Zn 0.15-0.25、Mn 1.2-2.4、Cr 0.5-0.8、Ti 0.05-0.15、Sr 0.01-0.03、Bi 0.03-0.04、Ta 0.1-0.2、Nd 0.04-0.05、Lu 0.02-0.03、Si ≤0.40、Cu≤0.10、余量为铝。
    防腐蚀易焊接铝合金型材的制造方法：按上述合金成分将配好的炉料投入熔炼炉，加热至745℃，待金属全部熔化，搅拌30分钟，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为720℃，精炼时间为25分钟，精炼完毕后保温静置20分钟，扒渣后开始浇铸，浇铸温度为705℃，铸造速度为65mm/min，冷却水流量为1500L/min；浇铸后以135℃/小时速率升温至395℃，保温4小时；再以105℃/h升温至505℃，保温7小时；再以210℃/h降温至320℃，保温3小时；最后以70℃/h的速率降至室温；均匀化退火后将铸锭加热至440℃，用挤压机挤压成型，挤压速率为7m/min；将挤压成型后的铝合金型材加热至530℃，保温50min后放入2℃冰盐水中迅速降至50℃以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材先以40℃/h升温至90℃，保温2h；然后以30℃/h升温至160℃，保温2h；再以50℃/h降温至60℃，保温12h，出炉空冷至室温即得本发明铝合金型材。
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量（kg）的原料：氯化钾 8、氯化钠10、氟化铝6、氮化镁10、硼化钛5、冰晶石 10、硅灰石6、膨润土4；b.将上述冰晶石、硅灰石、膨润土粉碎过300目筛，混合均匀后，加入2%的氮化铝、0.6%的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、1.5%的纳米碳、1%的硬脂酸锌，3000rpm高速搅拌10min，取出烘干，在1450℃下煅烧2h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料加热至780℃，待其全部熔融后，澄清1.5h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过300目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
所得的铝合金型材经检验力学性能为：抗拉强度536Mpa，屈服强度为463Mpa，伸长率为12.4%。
其盐雾试验的腐蚀率仅为0.1-0.2毫克/厘米2.天。

Claims (2)

1.一种防腐蚀易焊接铝合金型材，其特征在于：其各元素按质量百分比组成为：
Mg 4.5-5.8、Zn 0.15-0.25、Mn 1.2-2.4、Cr 0.5-0.8、Ti 0.05-0.15、Sr 0.01-0.03、Bi 0.03-0.04、Ta 0.1-0.2、Nd 0.04-0.05、Lu 0.02-0.03、Si ≤0.40、Cu≤0.10、余量为铝。
2.如权利要求1所述的防腐蚀易焊接铝合金型材的制造方法，其特征在于：按上述合金成分将配好的炉料投入熔炼炉，加热至730-750℃，待金属全部熔化，搅拌30-40分钟，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为715-735℃，精炼时间为15-25分钟，精炼完毕后静置20-30分钟，扒渣后开始浇铸，浇铸温度为680-710℃，铸造速度为60-70mm/min，冷却水流量为1500-1600 L/min；浇铸后以130-150℃/小时速率升温至380-420℃，保温3-5小时；再以90-110℃/h升温至480-510℃，保温6-8小时；再以180-220℃/h降温至320-350℃，保温2-3小时；最后以60-80℃/h的速率降至室温；均匀化退火后将铸锭加热至435-455℃，用挤压机挤压成型，挤压速率为6-8m/min；将挤压成型后的铝合金型材加热至520-540℃，保温40-50min后放入0-3℃冰盐水中迅速降至50℃以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材先以30-40℃/h升温至80-100℃，保温2-3h；然后以25-35℃/h升温至150-170℃，保温1-2h；再以40-60℃/h降温至50-60℃，保温10-15h，出炉空冷至室温即得本发明铝合金型材；
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量份的原料：氯化钾 5-10、氯化钠8-12、氟化铝5-10、氮化镁8-12、硼化钛4-8、冰晶石 10-15、硅灰石4-8、膨润土3-5；b.将上述冰晶石、硅灰石、膨润土粉碎过300-400目筛，混合均匀后，加入2-3%的氮化铝、0.5-1%的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、1-2%的纳米碳、1-1.5%的硬脂酸锌，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，取出烘干，在1200-1600℃下煅烧2-3h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料加热至750-800℃，待其全部熔融后，澄清1-2h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过200-400目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
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