CN106958000A - 一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺 - Google Patents

一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺。将铝合金工具依次进行预热‑升温固溶‑水淬‑时效处理‑冷却‑清洗‑碱处理‑酸处理‑疏水表面制备工艺，制备出的铝合金工件抗拉强度可达480Mpa以上，表面水接触角大于153度，滚动角为2‑8度。耐腐蚀、耐侯性能好，能有效抵抗紫外线、高湿度、侵蚀性盐离子对铝合金工件的腐蚀破坏作用，生产工艺稳定。

Description

一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，特别是涉及一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺。
背景技术
铝合金因其具有低密度，优良的导热和导电性，高比强度和优良的铸造性，可回收等优异特性，而成为重要的结构材料，在航空航天、汽车工业、建筑和铁路等领域中已得到广泛应用，现也逐步应用于在海洋作业设备当中。
海洋环境中大多多雨、强风流、盐雾浓度高，金属设备在海洋中腐蚀导致的应力腐蚀、氢脆、腐蚀疲劳、晶间腐蚀等会领金属结构发生突然断裂，造成巨大损失，因此铝合金材料在耐腐蚀性、抗冲蚀性方面还需要进一步加强。
另外，海洋作业设备的表面其疏水性能对于设备的耐腐蚀或安全性能来说也有很重要的意义。
发明内容
本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，将铝合金工具依次进行预热-升温固溶-水淬-时效处理-冷却-清洗-碱处理-酸处理-疏水表面制备工艺，制备出的铝合金工件抗拉强度可达480Mpa以上，表面水接触角大于153度，滚动角为2-8度。耐腐蚀、耐侯性能好，能有效抵抗紫外线、高湿度、侵蚀性盐离子对铝合金工件的腐蚀破坏作用，生产工艺稳定。该海洋作业设备主要包括海洋救生用扶梯、船体平台、生活设备等。
本发明的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺技术方案为，将铝合金工具依次进行预热-升温固溶-水淬-时效处理-冷却-清洗-碱处理-酸处理-疏水表面制备工艺，制备出的铝合金工件抗拉强度可达480Mpa以上，表面水接触角大于153度，滚动角为2-8度。
所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，依次包括以下步骤：
（1）将铝合金工件在270-300℃的加热炉内进行2.5h的预热处理；
（2）以50-60℃/sec的速率快速升温至500-510℃下固溶处理；
（3）固溶处理后的铝合金工件取出后水淬处理10分钟；
（4）将铝合金工件在180-185℃下时效处理3h，
（5）空冷、水冷、空冷至室温；
（6）对铝合金工件表面依次用水、丙酮、乙醇、水清洗；
（7）将铝合金工件在含偏铝酸钠和氢氧化钠的水溶液中处理20-30分钟，然后用水清洗；
（8）再将铝合金工件在盐酸水溶液中处理2-5分钟，然后用水清洗；
（9）将疏水涂料涂覆在铝合金工件表面，经过6-8小时固化，形成防腐疏水表面；
步骤（3）中，水淬处理用的水溶液中每1000ml含Na2CO3 8-10g、H3BO3 5.8g，水溶液pH值6-6.5。
步骤（5）具体为，空冷1分钟后，20℃水冷30s，然后空冷至室温。
步骤（7）中，偏铝酸钠的浓度为0.3-0.5M，氢氧化钠的浓度为0.3M-0.5M；处理温度为60-80℃。
步骤（8）中，盐酸水溶液浓度为25-30% 。
步骤（9）中，所述的疏水涂料由按重量份的以下成分组成：氟碳树脂40-50份、防锈颜料15-25份、有机硅化合物 1-8份、聚醚改性有机硅氧烷 0.5-5份、气相法白炭黑0.5-2份、氢化蓖麻油0.5-1份、二甲苯8-15份、醋酸乙酯5-10份、乙二醇丁醚醋酸酯5-10份、脂肪族异氰酸酯5-10份。
所述的疏水涂料通过刷涂或浸涂方式涂覆在铝合金工件表面。
所述的防锈颜料是指酪酸锌、磷酸锌、三聚磷酸铝、铁红、磷铁粉、铬绿中的至少一种。
所述铝合金各组分含量为：Si 0.05-0.20%，Ti 0.04-0.8%，Mg 0.7-0.8%，Cu0.06-0.07%，Fe 0.2-0.3%，Sr 0.02-0.03％，La 0.1-0.15％，Nd 0.16-0.17％，Mn 0.2-0.3%，Cr 0.1-0.15%，余量为Al。
本发明的有益效果为：本发明制备出的铝合金工件抗拉强度可达480Mpa以上，表面水接触角大于153度，滚动角为2-8度。耐腐蚀、耐侯性能好，能有效抵抗紫外线、高湿度、侵蚀性盐离子对铝合金工件的腐蚀破坏作用，生产工艺稳定。该海洋作业设备主要包括海洋救生用扶梯、船体平台、生活设备等。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例１
本发明的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，所述铝合金各组分含量为：Si0.086%，Ti 0.053%，Mg 0.77%，Cu 0.065%，Fe 0.25%，Sr 0.02％，La 0.15％，Nd 0.16％，Mn0.25%，Cr 0.15%，余量为Al。
依次包括以下步骤：
（1）将铝合金工件在280℃的加热炉内进行2.5h的预热处理；
（2）以55℃/sec的速率快速升温至510℃下固溶处理；
（3）固溶处理后的铝合金工件取出后水淬处理10分钟；水淬处理用的水溶液中每1000ml含Na2CO3 8g、H3BO3 5.8g，水溶液pH值6-6.5。
（4）将铝合金工件在180-185℃下时效处理3h，
（5）空冷1分钟后，20℃水冷30s，然后空冷至室温。
（6）对铝合金工件表面依次用水、丙酮、乙醇、水清洗；
（7）将铝合金工件在含偏铝酸钠和氢氧化钠的水溶液中处理20-30分钟，然后用水清洗；偏铝酸钠的浓度为0.4M，氢氧化钠的浓度为0.5M；处理温度为75℃。
（8）再将铝合金工件在质量分数为25-30%盐酸水溶液中处理3分钟，然后用水清洗；
（9）将疏水涂料涂覆在铝合金工件表面，经过8小时固化，形成防腐疏水表面；所述的疏水涂料由按重量份的以下成分组成：氟碳树脂45份、防锈颜料20份、有机硅化合物 5份、聚醚改性有机硅氧烷 3份、气相法白炭黑1份、氢化蓖麻油0.6份、二甲苯10份、醋酸乙酯6份、乙二醇丁醚醋酸酯7份、脂肪族异氰酸酯7份；所述的氟碳树脂为市售的低表面能树脂。
所述的疏水涂料通过浸涂方式涂覆在铝合金工件表面。
所述的防锈颜料是指酪酸锌、三聚磷酸铝或铁红。
制备出的铝合金工件抗拉强度可达497Mpa，表面水接触角161度，滚动角为6.7度。CASS法盐雾试验8000h以上，耐候性实验闪灯照射人工加速老化法6000h达到0级。

Claims (10)

1.一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，将铝合金工具依次进行预热-升温固溶-水淬-时效处理-冷却-清洗-碱处理-酸处理-疏水表面制备工艺，制备出的铝合金工件抗拉强度可达480Mpa以上，表面水接触角大于153度，滚动角为2-8度。
2.根据权利要求1所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，依次包括以下步骤：
（1）将铝合金工件在270-300℃的加热炉内进行2.5h的预热处理；
（2）以50-60℃/sec的速率快速升温至500-510℃下固溶处理；
（3）固溶处理后的铝合金工件取出后水淬处理10分钟；
（4）将铝合金工件在180-185℃下时效处理3h，
（5）空冷、水冷、空冷至室温；
（6）对铝合金工件表面依次用水、丙酮、乙醇、水清洗；
（7）将铝合金工件在含偏铝酸钠和氢氧化钠的水溶液中处理20-30分钟，然后用水清洗；
（8）再将铝合金工件在盐酸水溶液中处理2-5分钟，然后用水清洗；
（9）将疏水涂料涂覆在铝合金工件表面，经过6-8小时固化，形成防腐疏水表面。
3.根据权利要求2所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，步骤（3）中，水淬处理用的水溶液中每1000ml含Na2CO3 8-10g、H3BO3 5.8g，水溶液pH值6-6.5。
4.根据权利要求2所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，步骤（5）具体为，空冷1分钟后，20℃水冷30s，然后空冷至室温。
5.根据权利要求2所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，步骤（7）中，偏铝酸钠的浓度为0.3-0.5M，氢氧化钠的浓度为0.3M-0.5M；处理温度为60-80℃。
6. 根据权利要求2所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，步骤（8）中，盐酸水溶液浓度为25-30% 。
7. 根据权利要求2所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，步骤（9）中，所述的疏水涂料由按重量份的以下成分组成：氟碳树脂40-50份、防锈颜料15-25份、有机硅化合物 1-8份、聚醚改性有机硅氧烷 0.5-5份、气相法白炭黑0.5-2份、氢化蓖麻油0.5-1份、二甲苯8-15份、醋酸乙酯5-10份、乙二醇丁醚醋酸酯5-10份、脂肪族异氰酸酯5-10份。
8.根据权利要求7所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，所述的疏水涂料通过刷涂或浸涂方式涂覆在铝合金工件表面。
9.根据权利要求7所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，所述的防锈颜料是指酪酸锌、磷酸锌、三聚磷酸铝、铁红、磷铁粉、铬绿中的至少一种。
10. 根据权利要求1所述的一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺，其特征在于，所述铝合金各组分含量为：Si 0.05-0.20%，Ti 0.04-0.8%，Mg 0.7-0.8%，Cu 0.06-0.07%，Fe0.2-0.3%，Sr 0.02-0.03％，La 0.1-0.15％，Nd 0.16-0.17％，Mn 0.2-0. 3%，Cr 0.1-0.15%，余量为Al。
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