CN103725925A - 一种船用铝合金型材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用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：Si1.2-1.9、Mg0.7-1.3、Mn0.5-1.0、Fe3.6-4.8、Cr0.3-0.5、Zn0.2-0.3、Ti0.05-0.1、Cu0.04-0.07、Sn0.4-0.8、V0.2-0.5、Co0.1-0.3、Ta0.03-0.06、Rh0.02-0.04、Eu0.02-0.03、Tm0.01-0.02，余量为Al。本发明制得的铝合金型材重量轻，强度高，韧性和塑性好，耐海水腐蚀性好，具有良好的焊接性能和加工性能，是制造高速船部件的理想材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种船用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。 近年来，随着国内外造船业突飞猛进的发展，减轻船体自重，提高船速，寻求代替钢铁部件的铝合金材料，已成为铝加工业和造船业面临的重要任务。6082铝合金具有中等强度和良好的耐蚀性，重量又轻，是制造高速船部件的理想材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种船用铝合金型材的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种船用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 1.2-1.9、Mg 0.7-1.3、Mn 0.5-1.0、Fe 3.6-4.8、Cr 0.3-0.5、Zn 0.2-0.3、Ti 0.05-0.1、Cu 0.04-0.07、Sn 0.4-0.8、V 0.2-0.5、Co 0.1-0.3、Ta 0.03-0.06、Rh 0.02-0.04、Eu 0.02-0.03、Tm 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至735-755℃，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720-740℃，精炼时间为15-20min，精炼完毕后静置20-30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为705-725℃，铸造速度为17-21mm/min；
（2）将铸坯进行均匀化处理：先以140-180℃/h升温至280-320℃，保温3-4h，再以60-80℃/h降温至160-190℃，保温1-2h，然后以100-150℃/h升温至470-490℃，保温4-8h，再以80-120℃/h降温至240-270℃，保温2-3h，然后以100-150℃/h升温至485-505℃，保温5-10h，再以80-120℃/h降温至250-280℃，保温2-3h，空冷至室温；
（3）将均匀化处理后的铸锭预热至440-480℃，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420-450℃，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4-8h，然后放入0-5℃冰盐水中降温至50℃以下，取出以120-160℃/h升温至270-310℃，保温3-5h，再以100-150℃/h升温至460-490℃，保温1-2h，然后以80-120℃/h降温至230-260℃，保温4-6h，再以70-90℃/h升温至420-450℃，保温2-3h，然后以100-150℃/h降温至180-220℃，保温4-8h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.4-0.8%；
（5）将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先以40-60℃/h升温至80-90℃，保温10-15h，再以30-50℃/h升温至190-210℃，保温5-10h，再以50-70℃/h降温至75-85℃，保温10-15h，空冷至室温后再以40-60℃/h升温至80-90℃，保温10-15h，再以30-50℃/h升温至150-170℃，保温10-15h，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重量轻，强度高，韧性和塑性好，耐海水腐蚀性好，具有良好的焊接性能和加工性能，是制造高速船部件的理想材料。
具体实施方式
一种船用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 1.2-1.9、Mg 0.7-1.3、Mn 0.5-1.0、Fe 3.6-4.8、Cr 0.3-0.5、Zn 0.2-0.3、Ti 0.05-0.1、Cu 0.04-0.07、Sn 0.4-0.8、V 0.2-0.5、Co 0.1-0.3、Ta 0.03-0.06、Rh 0.02-0.04、Eu 0.02-0.03、Tm 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至745℃，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730℃，精炼时间为15min，精炼完毕后静置25min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为715℃，铸造速度为19mm/min；
（2）将铸坯进行均匀化处理：先以160℃/h升温至300℃，保温3h，再以70℃/h降温至180℃，保温1h，然后以150℃/h升温至480℃，保温5h，再以100℃/h降温至250℃，保温3h，然后以120℃/h升温至495℃，保温8h，再以100℃/h降温至260℃，保温3h，空冷至室温；
（3）将均匀化处理后的铸锭预热至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440℃，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6h，然后放入1℃冰盐水中降温至50℃以下，取出以140℃/h升温至290℃，保温4h，再以120℃/h升温至470℃，保温2h，然后以100℃/h降温至250℃，保温5h，再以80℃/h升温至430℃，保温3h，然后以120℃/h降温至190℃，保温6h，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50℃/h升温至90℃，保温10h，再以40℃/h升温至205℃，保温6h，再以60℃/h降温至80℃，保温15h，空冷至室温后再以50℃/h升温至90℃，保温10h，再以40℃/h升温至165℃，保温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（kg）的原料：氯化钾16、氯化钠12、氟钛酸钾6、元明粉5、玻璃粉7、冰晶石粉6、橄榄石8、重晶石4、光卤石3、硬脂酸0.8、三聚磷酸钠1.5、木质素磺酸钙2；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，730℃煅烧3h，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，1220℃煅烧2h，冷却至室温，粉碎，过100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820℃，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432Mpa，屈服强度为316Mpa，伸长率为15.4%。
Claims (2)
1.一种船用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 1.2-1.9、Mg 0.7-1.3、Mn 0.5-1.0、Fe 3.6-4.8、Cr 0.3-0.5、Zn 0.2-0.3、Ti 0.05-0.1、Cu 0.04-0.07、Sn 0.4-0.8、V 0.2-0.5、Co 0.1-0.3、Ta 0.03-0.06、Rh 0.02-0.04、Eu 0.02-0.03、Tm 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至735-755℃，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720-740℃，精炼时间为15-20min，精炼完毕后静置20-30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为705-725℃，铸造速度为17-21mm/min；
（2）将铸坯进行均匀化处理：先以140-180℃/h升温至280-320℃，保温3-4h，再以60-80℃/h降温至160-190℃，保温1-2h，然后以100-150℃/h升温至470-490℃，保温4-8h，再以80-120℃/h降温至240-270℃，保温2-3h，然后以100-150℃/h升温至485-505℃，保温5-10h，再以80-120℃/h降温至250-280℃，保温2-3h，空冷至室温；
（3）将均匀化处理后的铸锭预热至440-480℃，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420-450℃，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4-8h，然后放入0-5℃冰盐水中降温至50℃以下，取出以120-160℃/h升温至270-310℃，保温3-5h，再以100-150℃/h升温至460-490℃，保温1-2h，然后以80-120℃/h降温至230-260℃，保温4-6h，再以70-90℃/h升温至420-450℃，保温2-3h，然后以100-150℃/h降温至180-220℃，保温4-8h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.4-0.8%；
（5）将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先以40-60℃/h升温至80-90℃，保温10-15h，再以30-50℃/h升温至190-210℃，保温5-10h，再以50-70℃/h降温至75-85℃，保温10-15h，空冷至室温后再以40-60℃/h升温至80-90℃，保温10-15h，再以30-50℃/h升温至150-170℃，保温10-15h，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所述的船用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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