CN103981407B - 一种化学仪器实验柜用铝合金型材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学仪器实验柜用铝合金型材及其制备方法,该合金按重量百分比组成为:Si0.3-0.6、Fe≤0.40、Cu≤0.25、Mn0.45-0.65、Mg1.4-2.2、Zn4.5-5.5、Zr0.18-0.24、Tc0.1-0.15、Pb0.22-0.28、Ge0.06-0.14、La0.05-0.1、Tb0.04-0.07,余量为Al。本发明铝合金型材综合性能优异,不仅具有较高的强度和韧性,还具有优良的耐蚀性和抗疲劳性,可以显著提高铝合金实验柜的安全性能,可用于制作化学仪器实验室柜,无需再依赖进口材料,具有重要的经济效益。本发明工艺方法简单,操作简便,节约成本,适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学仪器实验柜用铝合金型材及其制备方法,属于铝合金材料领域。
背景技术
铝合金型材具有强度高、重量轻、稳定性强、耐腐蚀性好、可塑性好、变形量小、无污染、无毒,使用寿命长,回收性好等特点,是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。随着现代科技和工业的发展,国内铝合金柜在做抗拉力或者强度化学仪器实验时,对实验柜的强度要求很高,国内生产的铝合金化学实验柜存在在抗拉强度低,非比例延伸强度低的问题,导致实验柜安全系数低,使用寿命短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强度高、韧性高、疲劳性好、耐蚀性好的化学仪器实验柜用铝合金型材及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种化学仪器实验柜用铝合金型材,该合金按重量百分比组成为:Si0.3-0.6、Fe≤0.40、Cu≤0.25、Mn0.45-0.65、Mg1.4-2.2、Zn4.5-5.5、Zr0.18-0.24、Tc0.1-0.15、Pb0.22-0.28、Ge0.06-0.14、La0.05-0.1、Tb0.04-0.07,余量为Al。
本发明化学仪器实验柜用铝合金型材的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配方配比计算称取炉料,取铝锭、锌锭加入熔化炉中加热熔化,当熔液温度达710-730℃时,依次加入镁锭、Al-3wt%Si中间合金、Al-0.5wt%Zr中间合金,待其全部熔化后,调温至720-740℃,加入Al-5wt%Mn中间合金、Al-1wt%Ge中间合金、Al-1wt%Tc中间合金,搅拌15-20min后调温至705-725℃,加入熔液重量1.5-2.5%的精炼剂,精炼15-25min后扒渣,调温至730-750℃,加入其它剩余元素合金成分,搅拌15-20min后,取样分析、调整至合格;然后以气体流量为2.0-2.5L/min通80%Ar+20%Cl2除气精炼10-15min,扒渣,静置20-30min后取样进行炉前快速分析,分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注即可出炉浇注,浇注温度为700-710℃;
(2)将得到的铸坯进行均匀化处理:以250-300℃/h升温至510-530℃,保温5-10h,然后强风风冷至150-200℃,保温1-2h,再以150-200℃/h升温至480-500℃,保温10-15h,再以100-150℃/h降温至200-250℃,保温2-3h,空冷至室温;
(3)将均匀化后的铸坯挤压成型,挤压温度为460-490℃,挤压比为16-22:1,然后将挤出的型材进行固溶处理:先在420-460℃下保温1-2h,再在510-530℃下保温0.5-1h,再在450-480℃下保温1-2h,然后置于(20±5)℃10%NaCl盐水中淬火铝合金型材降温至50℃以下,取出型材进行时效处理:在100-150℃下保温15-20h,空冷至室温。
所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:二氧化硅30-40、氯化钠15-25、氟铝酸钠10-15、氟化钙5-10、硫酸钠12-18、硝酸钠5-10、铝粉8-14、白云石20-30、硅灰石10-15、凹凸棒土10-15;b、将白云石、硅灰石、凹凸棒土分别粉碎过50-80目筛,混合均匀后在1160-1220℃下煅烧1-2h,水淬得破碎的颗粒,然后加水打浆制成浓度为40-50%的浆液,然后加入余下原料,1000-1500rpm高速研磨20-30min,然后将研磨后的浆液进行流化床喷雾造粒,进风温度为160-180℃,流化床料层温度94-98℃,喷枪压力0.2-0.25MPa,得粒径为1.5-3mm的精炼剂。
本发明的有益效果:
本发明铝合金型材综合性能优异,不仅具有较高的强度和韧性,还具有优良的耐蚀性和抗疲劳性,可以显著提高铝合金实验柜的安全性能,可用于化学仪器实验室用柜,无需再依赖进口材料,具有重要的经济效益。
本发明工艺方法简单,操作简便,节约成本,适合工业化生产。
具体实施方式
实施例
一种化学仪器实验柜用铝合金型材,该合金按重量百分比组成为:Si0.3-0.6、Fe≤0.40、Cu≤0.25、Mn0.45-0.65、Mg1.4-2.2、Zn4.5-5.5、Zr0.18-0.24、Tc0.1-0.15、Pb0.22-0.28、Ge0.06-0.14、La0.05-0.1、Tb0.04-0.07,余量为Al。
化学仪器实验柜用铝合金型材的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配方配比计算称取炉料,取铝锭、锌锭加入熔化炉中加热熔化,当熔液温度达720℃时,依次加入镁锭、Al-3wt%Si中间合金、Al-0.5wt%Zr中间合金,待其全部熔化后,调温至730℃,加入Al-5wt%Mn中间合金、Al-1wt%Ge中间合金、Al-1wt%Tc中间合金,搅拌15min后调温至715℃,加入熔液重量2%的精炼剂,精炼20min后扒渣,调温至740℃,加入其它剩余元素合金成分,搅拌15-20min后,取样分析、调整至合格;然后以气体流量为2.2L/min通80%Ar+20%Cl2除气精炼15min,扒渣,静置25min后取样进行炉前快速分析,分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注即可出炉浇注,浇注温度为705℃;
(2)将得到的铸坯进行均匀化处理:以280℃/h升温至520℃,保温7h,然后强风风冷至180℃,保温1h,再以160℃/h升温至490℃,保温12h,再以120℃/h降温至240℃,保温3h,空冷至室温;
(3)将均匀化后的铸坯挤压成型,挤压温度为470℃,挤压比为18:1,然后将挤出的型材进行固溶处理:先在440℃下保温2h,再在520℃下保温0.5h,再在470℃下保温1h,然后置于25℃10%NaCl盐水中淬火铝合金型材降温至50℃以下,取出型材进行时效处理:在130℃下保温18h,空冷至室温。
所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:二氧化硅30、氯化钠20、氟铝酸钠15、氟化钙10、硫酸钠16、硝酸钠5、铝粉8、白云石25、硅灰石10、凹凸棒土10;b、将白云石、硅灰石、凹凸棒土分别粉碎过80目筛,混合均匀后在1180℃下煅烧1.5h,水淬得破碎的颗粒,然后加水打浆制成浓度为45%的浆液,然后加入余下原料,1500rpm高速研磨20min,然后将研磨后的浆液进行流化床喷雾造粒,进风温度为160℃,流化床料层温度96℃,喷枪压力0.24MPa,得粒径为2mm的精炼剂。
经检验,所得铝合金型材的主要性能为:抗拉强度为545MPa,屈服强度为431MPa,延伸率为13.7%。
Claims (3)
1.一种化学仪器实验柜用铝合金型材,其特征在于,该合金按重量百分比组成为:Si0.3-0.6、Fe≤0.40、Cu≤0.25、Mn0.45-0.65、Mg1.4-2.2、Zn4.5-5.5、Zr0.18-0.24、Tc0.1-0.15、Pb0.22-0.28、Ge0.06-0.14、La0.05-0.1、Tb0.04-0.07,余量为Al。
2.如权利要求1所述的化学仪器实验柜用铝合金型材的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)按配方配比计算称取炉料,取铝锭、锌锭加入熔化炉中加热熔化,当熔液温度达710-730℃时,依次加入镁锭、Al-3wt%Si中间合金、Al-0.5wt%Zr中间合金,待其全部熔化后,调温至720-740℃,加入Al-5wt%Mn中间合金、Al-1wt%Ge中间合金、Al-1wt%Tc中间合金,搅拌15-20min后调温至705-725℃,加入熔液重量1.5-2.5%的精炼剂,精炼15-25min后扒渣,调温至730-750℃,加入其它剩余元素合金成分,搅拌15-20min后,取样分析、调整至合格;然后以气体流量为2.0-2.5L/min通80%Ar+20%Cl2除气精炼10-15min,扒渣,静置20-30min后取样进行炉前快速分析,分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注,浇注温度为700-710℃;(2)将得到的铸坯进行均匀化处理:以250-300℃/h升温至510-530℃,保温5-10h,然后强风风冷至150-200℃,保温1-2h,再以150-200℃/h升温至480-500℃,保温10-15h,再以100-150℃/h降温至200-250℃,保温2-3h,空冷至室温;(3)将均匀化后的铸坯挤压成型,挤压温度为460-490℃,挤压比为16-22:1,然后将挤出的型材进行固溶处理:先在420-460℃下保温1-2h,再在510-530℃下保温0.5-1h,再在450-480℃下保温1-2h,然后置于(20±5)℃10%NaCl盐水中淬火铝合金型材降温至50℃以下,取出型材进行时效处理:在100-150℃下保温15-20h,空冷至室温。
3.根据权利要求2所述的化学仪器实验柜用铝合金型材的制备方法,其特征在于,所述精炼剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:二氧化硅30-40、氯化钠15-25、氟铝酸钠10-15、氟化钙5-10、硫酸钠12-18、硝酸钠5-10、铝粉8-14、白云石20-30、硅灰石10-15、凹凸棒土10-15;b、将白云石、硅灰石、凹凸棒土分别粉碎过50-80目筛,混合均匀后在1160-1220℃下煅烧1-2h,水淬得破碎的颗粒,然后加水打浆制成浓度为40-50%的浆液,然后加入余下原料,1000-1500rpm高速研磨20-30min,然后将研磨后的浆液进行流化床喷雾造粒,进风温度为160-180℃,流化床料层温度94-98℃,喷枪压力0.2-0.25MPa,得粒径为1.5-3mm的精炼剂。
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