CN104561680A - 一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料及其热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.02-0.04%，Si：12.3-12.5%，Cu：3.24-3.28%，Mg：1.32-1.34%，Mn：5.42-5.45%，Cr：1.13-1.15%，Ni：14.3-14.5%，B：0.012-0.015%，Ca：0.011-0.013%，Zn：12.5-12.8%，稀土：2.35-2.38%，其余为Al和微量杂质；该耐腐蚀性强的门窗铝合金材料不仅使用寿命长，而且强度高，安全性好，还具有很强的耐摩擦和耐腐蚀性能；并提供的热处理工艺，不仅能降低加工成，缩短加工周期，提高产品的质量。

Description

一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料及其热处理工艺
技术领域
本发明涉及门窗领域，具体的说是一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料及其热处理工艺。
背景技术
随着各行业对高强铝合金的要求日益提高，并提出了高载荷、轻质化、高强、高韧、高模量、良好的耐蚀性能及焊接性能等一系列要求，并且铝合金的应用范围越来越广，在各行各业中起到至关重要的作用，但是目前的铝合金的使用环境越来越恶劣，尤其在有耐腐蚀性气体的环境下，使用寿命非常短，增加成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料及其热处理工艺，该耐腐蚀性强的门窗铝合金材料不仅使用寿命长，而且强度高，安全性好，还具有很强的耐摩擦和耐腐蚀性能；该提供的热处理工艺，不仅能降低加工成本，缩短加工周期，而且能改善铝合金的抗腐蚀性能和焊接性能，提高产品的质量。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.02-0.04%，Si：12.3-12.5%，Cu：3.24-3.28%，Mg：1.32-1.34%，Mn：5.42-5.45%， Cr：1.13-1.15%，Ni：14.3-14.5%，B：0.012-0.015%，Ca：0.011-0.013%，Zn：12.5-12.8%，稀土：2.35-2.38%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.2-9.5%，Tm：7.5-7.8%，Dy：15.8-16.2%，Yb：17.5-17.8%，Nd：11.7-11.9%，Sm：5.1-5.3%，Eu：3.15-3.18%，余量为Ce。
本发明还提供了一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料的热处理工艺，该工艺按以下步骤进行：
步骤（1）：先将纯铝锭加入锅炉中熔化，温度在450-480℃，保持30-45min，进行脱杂质和脱氧，然后炉温升至550-580℃，加入合金材料以及稀土，然后加热至600-610℃，保温2-3h；
步骤（2）：再经过 LF炉精炼，将炉温控制在680-710℃，时间保持在2-4h，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为680～700℃，抽气时间在5-6h；
步骤（3）：在580～600℃的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在300-320℃，保温时间为24-26h，最后空冷至室温；
步骤（4）：将锻造好的零部件进行第一次热处理：将锻造好的部件加热到250-280℃，保温45-48min，然后用风冷以5-7℃/s的速度冷却到室温，然后再加热到290-300℃，用水冷以16-18℃/s的冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.02%，Si：12.3%，Cu：3.24%，Mg：1.32%，Mn：5.42%， Cr：1.13%，Ni：14.3%，B：0.012%，Ca：0.011%，Zn：12.5%，稀土：2.35%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.2%，Tm：7.5%，Dy：15.8%，Yb：17.5%，Nd：11.7%，Sm：5.1%，Eu：3.15%，余量为Ce。
前述的耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.04%，Si：12.5%，Cu：3.28%，Mg：1.34%，Mn：5.45%， Cr：1.15%，Ni：14.5%，B：0.015%，Ca：0.013%，Zn：12.8%，稀土：2.38%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.5%，Tm：7.8%，Dy：16.2%，Yb：17.8%，Nd：11.9%，Sm：5.3%，Eu：3.18%，余量为Ce。
前述的耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.03%，Si：12.4%，Cu：3.25%，Mg：1.33%，Mn：5.44%， Cr：1.14%，Ni：14.4%，B：0.013%，Ca：0.012%，Zn：12.7%，稀土：2.36%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.3%，Tm：7.7%，Dy：15.9%，Yb：17.7%，Nd：11.8%，Sm：5.2%，Eu：3.16%，余量为Ce。
本发明的有益效果是：该耐腐蚀性强的门窗铝合金材料中加入了Cu元素能增加铝合金的强度和抗氧化性能，增加铝合金的耐腐蚀性能；加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量 从0.5%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度，增加铝合金的耐腐蚀性能；加入V元素，在熔铸过程中起细化晶粒作用，钒也有细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用，并且还加入了稀土元素，稀土元素加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化；还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的提高，增加铝合金的耐腐蚀性能；该提供的热处理工艺，不仅能降低加工成本，缩短加工周期，而且能改善铝合金的抗腐蚀性能和焊接性能，提高产品的质量。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明：
实施例1
本实施例提供一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.02%，Si：12.3%，Cu：3.24%，Mg：1.32%，Mn：5.42%， Cr：1.13%，Ni：14.3%，B：0.012%，Ca：0.011%，Zn：12.5%，稀土：2.35%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.2%，Tm：7.5%，Dy：15.8%，Yb：17.5%，Nd：11.7%，Sm：5.1%，Eu：3.15%，余量为Ce；该实施例还提供了耐腐蚀性强的门窗铝合金材料的热处理工艺，该工艺按以下步骤进行：
步骤（1）：先将纯铝锭加入锅炉中熔化，温度在450℃，保持30min，进行脱杂质和脱氧，然后炉温升至550℃，加入合金材料以及稀土，然后加热至600℃，保温2h；
步骤（2）：再经过 LF炉精炼，将炉温控制在680℃，时间保持在2h，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为680℃，抽气时间在5h；
步骤（3）：在580℃的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在300℃，保温时间为24-26h，最后空冷至室温；
步骤（4）：将锻造好的零部件进行第一次热处理：将锻造好的部件加热到250℃，保温45min，然后用风冷以5℃/s的速度冷却到室温，然后再加热到290℃，用水冷以16℃/s的冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
实施例2
本实施例提供一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.04%，Si：12.5%，Cu：3.28%，Mg：1.34%，Mn：5.45%， Cr：1.15%，Ni：14.5%，B：0.015%，Ca：0.013%，Zn：12.8%，稀土：2.38%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.5%，Tm：7.8%，Dy：16.2%，Yb：17.8%，Nd：11.9%，Sm：5.3%，Eu：3.18%，余量为Ce；该实施例还提供了耐腐蚀性强的门窗铝合金材料的热处理工艺，该工艺按以下步骤进行：
步骤（1）：先将纯铝锭加入锅炉中熔化，温度在480℃，保持45min，进行脱杂质和脱氧，然后炉温升至580℃，加入合金材料以及稀土，然后加热至610℃，保温3h；
步骤（2）：再经过 LF炉精炼，将炉温控制在710℃，时间保持在4h，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为700℃，抽气时间在6h；
步骤（3）：在600℃的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在320℃，保温时间为26h，最后空冷至室温；
步骤（4）：将锻造好的零部件进行第一次热处理：将锻造好的部件加热到280℃，保温48min，然后用风冷以7℃/s的速度冷却到室温，然后再加热到300℃，用水冷以18℃/s的冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
实施例3
本实施例提供一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.03%，Si：12.4%，Cu：3.25%，Mg：1.33%，Mn：5.44%， Cr：1.14%，Ni：14.4%，B：0.013%，Ca：0.012%，Zn：12.7%，稀土：2.36%，其余为Al和微量杂质；稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.3%，Tm：7.7%，Dy：15.9%，Yb：17.7%，Nd：11.8%，Sm：5.2%，Eu：3.16%，余量为Ce；该实施例还提供了耐腐蚀性强的门窗铝合金材料的热处理工艺，该工艺按以下步骤进行：
步骤（1）：先将纯铝锭加入锅炉中熔化，温度在470℃，保持42min，进行脱杂质和脱氧，然后炉温升至555℃，加入合金材料以及稀土，然后加热至605℃，保温2.5h；
步骤（2）：再经过 LF炉精炼，将炉温控制在690℃，时间保持在3h，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为690℃，抽气时间在5.5h；
步骤（3）：在590℃的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在310℃，保温时间为25h，最后空冷至室温；
步骤（4）：将锻造好的零部件进行第一次热处理：将锻造好的部件加热到270℃，保温46min，然后用风冷以6℃/s的速度冷却到室温，然后再加热到295℃，用水冷以17℃/s的冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
这样通过实施例的技术方案，提出一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料及其热处理工艺，该耐腐蚀性强的门窗铝合金材料不仅使用寿命长，而且强度高，安全性好，还具有很强的耐摩擦和耐腐蚀性能；该提供的热处理工艺，不仅能降低加工成本，缩短加工周期，而且能改善铝合金的抗腐蚀性能和焊接性能，提高产品的质量。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.02-0.04%，Si：12.3-12.5%，Cu：3.24-3.28%，Mg：1.32-1.34%，Mn：5.42-5.45%， Cr：1.13-1.15%，Ni：14.3-14.5%，B：0.012-0.015%，Ca：0.011-0.013%，Zn：12.5-12.8%，稀土：2.35-2.38%，其余为Al和微量杂质；
所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.2-9.5%，Tm：7.5-7.8%，Dy：15.8-16.2%，Yb：17.5-17.8%，Nd：11.7-11.9%，Sm：5.1-5.3%，Eu：3.15-3.18%，余量为Ce。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.02%，Si：12.3%，Cu：3.24%，Mg：1.32%，Mn：5.42%， Cr：1.13%，Ni：14.3%，B：0.012%，Ca：0.011%，Zn：12.5%，稀土：2.35%，其余为Al和微量杂质；
所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.2%，Tm：7.5%，Dy：15.8%，Yb：17.5%，Nd：11.7%，Sm：5.1%，Eu：3.15%，余量为Ce。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.04%，Si：12.5%，Cu：3.28%，Mg：1.34%，Mn：5.45%， Cr：1.15%，Ni：14.5%，B：0.015%，Ca：0.013%，Zn：12.8%，稀土：2.38%，其余为Al和微量杂质；
所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.5%，Tm：7.8%，Dy：16.2%，Yb：17.8%，Nd：11.9%，Sm：5.3%，Eu：3.18%，余量为Ce。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀性强的门窗铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料化学成分的质量百分比为：V：0.03%，Si：12.4%，Cu：3.25%，Mg：1.33%，Mn：5.44%， Cr：1.14%，Ni：14.4%，B：0.013%，Ca：0.012%，Zn：12.7%，稀土：2.36%，其余为Al和微量杂质；
所述稀土中，按重量百分比包含以下组分：La：9.3%，Tm：7.7%，Dy：15.9%，Yb：17.7%，Nd：11.8%，Sm：5.2%，Eu：3.16%，余量为Ce。
5.一种耐腐蚀性强的门窗铝合金材料的热处理工艺，其特征在于：该工艺按以下步骤进行：
步骤（1）：先将纯铝锭加入锅炉中熔化，温度在450-480℃，保持30-45min，进行脱杂质和脱氧，然后炉温升至550-580℃，加入合金材料以及稀土，然后加热至600-610℃，保温2-3h；
步骤（2）：再经过 LF炉精炼，将炉温控制在680-710℃，时间保持在2-4h，全程吹氮气搅拌，使化学成份达到组分要求，用真空脱气炉进行脱气，脱气温度为680～700℃，抽气时间在5-6h；
步骤（3）：在580～600℃的温度下进行氩气保护模铸，凝固后将温度保持在300-320℃，保温时间为24-26h，最后空冷至室温；
步骤（4）：将锻造好的零部件进行第一次热处理：将锻造好的部件加热到250-280℃，保温45-48min，然后用风冷以5-7℃/s的速度冷却到室温，然后再加热到290-300℃，用水冷以16-18℃/s的冷却至室温，最后清洗表面，检验尺寸。
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