CN103710587A - 一种抗应力腐蚀铝合金型材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗应力腐蚀铝合金型材的制备方法，该铝合金型材各元素组成的质量百分比为：Si5.2-8.6、Cu0.03-0.05、Mg0.4-0.8、Fe0.15-0.25、Ti0.1-0.2、Zn0.02-0.04、Nb0.06-0.12、V0.04-0.08、Mo0.02-0.03、Pt0.01-0.02、Cd0.005-0.01、Bi0.03-0.06、La0.02-0.04、Pr0.01-0.03、Dy0.005-0.015，余量为Al。本发明制得的铝合金型材抗热应力腐蚀性能好，高温稳定性好，无热裂倾向，线收缩小，且强度高，韧性好，具有良好的耐蚀性、加工性、成形性和焊接性，使用寿命长，完全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗应力腐蚀铝合金型材的制备方法，属于铝合金材料加工技术领域。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，因其密度低，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，具有优良的导电性、导热性、抗蚀性等性能，可加工成各种型材，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。铝合金的抗应力腐蚀性影响铝合金型材的可靠性和安全性，由于应力腐蚀裂纹的萌生和扩展都具有很大的不确定性和隐蔽性，往往造成严重的事故和灾难，因此，铝合金的抗应力腐蚀一直是国内外研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种抗应力腐蚀铝合金型材的制备方法，提高铝合金型材的可靠性和安全性。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种抗应力腐蚀铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照元素质量百分数满足下列要求：Si 5.2-8.6、Cu 0.03-0.05、Mg 0.4-0.8、Fe0.15-0.25、Ti0.1-0.2、Zn0.02-0.04、Nb0.06-0.12、V0.04-0.08、Mo 0.02-0.03、Pt0.01-0.02、Cd0.005-0.01、Bi0.03-0.06、La0.02-0.04、Pr 0.01-0.03、Dy 0.005-0.015，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至725-745℃，待炉料全部熔化，搅拌30-40min，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710-730℃，精炼时间为15-25min，精炼完毕后静置20-30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为695-705℃，铸造速度为18-24mm/min；
（2）将铸坯进行均匀化处理：先以100-150℃/h升温至250-300℃，保温4-6h，再以80-120℃/h升温至460-490℃，保温8-12h，然后以110-130℃/h升温至240-270℃，保温3-5h，再以80-120℃/h升温至480-500℃，保温5-10h，然后以100-150℃/h降温至180-220℃，保温2-3h，放入0-5℃冰盐水中冷却至50℃以下；
（3）将均匀化处理后的铸锭预热至430-460℃，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为410-430℃，挤压速率为2-4mm/s；
（4）上述挤压出来的铝合金型材强风风冷至210-230℃，保温8-12h，再以80-120℃/h升温至380-420℃，保温2-3h，再以70-90℃/h降温至230-270℃，保温4-6h，然后以100-150℃/h升温至490-510℃，保温1-2h，再以80-120℃/h降温至250-280℃，保温3-5h，油冷至室温，然后以100-150℃/h升温至230-260℃，保温4-6h，再以80-120℃/h升温至460-480℃，保温2-3h，再以150-200℃/h降温至120-150℃，保温10-15h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.4-0.6%；
（5）将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先以70-90℃/h升温至150-180℃，保温8-12h，空冷至室温，再以80-100℃/h升温至175-195℃，保温5-10h，再以30-50℃/h降温至95-105℃，保温10-15h，空冷至室温，然后以40-50℃/h升温至80-90℃，保温10-15h，再以40-60℃/h升温至180-200℃，保温5-10h，空冷至室温，经锯切、精整、检查验收、包装即得成品。
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15-20、氯化钠10-15、氟钛酸钾4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4-8、橄榄石5-10、重晶石3-6、光卤石2-4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸钠1-2、木质素磺酸钙2-3；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，720-750℃煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡1-2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1180-1240℃煅烧1-2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与氟钛酸钾、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均匀，然后加入硬脂酸、三聚磷酸钠、木质素磺酸钙，2000-3000rpm高速研磨10-15min，待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至810-840℃，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，喷射造粒，即得精炼剂。
本发明的有益效果：
本发明制得的铝合金型材抗热应力腐蚀性能好，高温稳定性好，无热裂倾向，线收缩小，且强度高，韧性好，具有良好的耐蚀性、加工性、成形性和焊接性，
使用寿命长，完全可靠。
具体实施方式
一种抗应力腐蚀铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照元素质量百分数满足下列要求：Si 5.2-8.6、Cu 0.03-0.05、Mg 0.4-0.8、Fe0.15-0.25、Ti0.1-0.2、Zn0.02-0.04、Nb0.06-0.12、V0.04-0.08、Mo 0.02-0.03、Pt0.01-0.02、Cd0.005-0.01、Bi0.03-0.06、La0.02-0.04、Pr 0.01-0.03、Dy 0.005-0.015，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至735℃，待炉料全部熔化，搅拌35min，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20min，精炼完毕后静置25min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为705℃，铸造速度为22mm/min；
（2）将铸坯进行均匀化处理：先以150℃/h升温至280℃，保温5h，再以100℃/h升温至470℃，保温10h，然后以120℃/h升温至250℃，保温5h，再以100℃/h升温至490℃，保温8h，然后以150℃/h降温至190℃，保温3h，放入2℃冰盐水中冷却至50℃以下；
（3）将均匀化处理后的铸锭预热至450℃，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为420℃，挤压速率为3mm/s；
（4）上述挤压出来的铝合金型材强风风冷至220℃，保温10h，再以100℃/h升温至410℃，保温2h，再以80℃/h降温至250℃，保温5h，然后以130℃/h升温至505℃，保温1h，再以110℃/h降温至260℃，保温4h，油冷至室温，然后以120℃/h升温至240℃，保温5h，再以100℃/h升温至470℃，保温2h，再以180℃/h降温至130℃，保温15h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.5%；
（5）将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先以70-90℃/h升温至150-180℃，保温8-12h，空冷至室温，再以90℃/h升温至185℃，保温7h，再以40℃/h降温至95℃，保温15h，空冷至室温，然后以45℃/h升温至90℃，保温10h，再以50℃/h升温至190℃，保温8h，空冷至室温，经锯切、精整、检查验收、包装即得成品。
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16、氯化钠15、氟钛酸钾5、元明粉4、玻璃粉8、冰晶石粉5、橄榄石7、重晶石5、光卤石4、硬脂酸0.7、三聚磷酸钠1.5、木质素磺酸钙2.5；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，750℃煅烧2h，冷却至室温后放入浓度为20%的盐酸溶液中浸泡1h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1240℃煅烧1h，冷却至室温，粉碎，过150目筛与氟钛酸钾、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均匀，然后加入硬脂酸、三聚磷酸钠、木质素磺酸钙，3000rpm高速研磨10min，待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至840℃，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20min，喷射造粒，即得精炼剂。
所得的铝合金型材经检验力学性能为：抗拉强度436Mpa，屈服强度为318Mpa，伸长率为14.9%。
Claims (2)
1.一种抗应力腐蚀铝合金型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按照元素质量百分数满足下列要求：Si 5.2-8.6、Cu 0.03-0.05、Mg 0.4-0.8、Fe0.15-0.25、Ti0.1-0.2、Zn0.02-0.04、Nb0.06-0.12、V0.04-0.08、Mo 0.02-0.03、Pt0.01-0.02、Cd0.005-0.01、Bi0.03-0.06、La0.02-0.04、Pr 0.01-0.03、Dy 0.005-0.015，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至725-745℃，待炉料全部熔化，搅拌30-40min，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710-730℃，精炼时间为15-25min，精炼完毕后静置20-30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为695-705℃，铸造速度为18-24mm/min；
（2）将铸坯进行均匀化处理：先以100-150℃/h升温至250-300℃，保温4-6h，再以80-120℃/h升温至460-490℃，保温8-12h，然后以110-130℃/h升温至240-270℃，保温3-5h，再以80-120℃/h升温至480-500℃，保温5-10h，然后以100-150℃/h降温至180-220℃，保温2-3h，放入0-5℃冰盐水中冷却至50℃以下；
（3）将均匀化处理后的铸锭预热至430-460℃，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为410-430℃，挤压速率为2-4mm/s；
（4）上述挤压出来的铝合金型材强风风冷至210-230℃，保温8-12h，再以80-120℃/h升温至380-420℃，保温2-3h，再以70-90℃/h降温至230-270℃，保温4-6h，然后以100-150℃/h升温至490-510℃，保温1-2h，再以80-120℃/h降温至250-280℃，保温3-5h，油冷至室温，然后以100-150℃/h升温至230-260℃，保温4-6h，再以80-120℃/h升温至460-480℃，保温2-3h，再以150-200℃/h降温至120-150℃，保温10-15h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.4-0.6%；
（5）将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先以70-90℃/h升温至150-180℃，保温8-12h，空冷至室温，再以80-100℃/h升温至175-195℃，保温5-10h，再以30-50℃/h降温至95-105℃，保温10-15h，空冷至室温，然后以40-50℃/h升温至80-90℃，保温10-15h，再以40-60℃/h升温至180-200℃，保温5-10h，空冷至室温，经锯切、精整、检查验收、包装即得成品。
2.根据权利要求1所述的抗应力腐蚀铝合金型材的制备方法，其特征在于，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15-20、氯化钠10-15、氟钛酸钾4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4-8、橄榄石5-10、重晶石3-6、光卤石2-4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸钠1-2、木质素磺酸钙2-3；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，720-750℃煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡1-2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1180-1240℃煅烧1-2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与氟钛酸钾、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均匀，然后加入硬脂酸、三聚磷酸钠、木质素磺酸钙，2000-3000rpm高速研磨10-15min，待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至810-840℃，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，喷射造粒，即得精炼剂。
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