CN107447138B - 一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法 - Google Patents

一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107447138B
CN107447138B CN201710679303.4A CN201710679303A CN107447138B CN 107447138 B CN107447138 B CN 107447138B CN 201710679303 A CN201710679303 A CN 201710679303A CN 107447138 B CN107447138 B CN 107447138B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum alloy
percent
ingot
alloy section
equal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710679303.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107447138A (zh
Inventor
胡权
陈慧
韩帆
王顺成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Sanshui Fenglu Aluminium Co Ltd
Guangdong Fenglu Aluminium Co Ltd
Original Assignee
Foshan Sanshui Fenglu Aluminium Co Ltd
Guangdong Fenglu Aluminium Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Sanshui Fenglu Aluminium Co Ltd, Guangdong Fenglu Aluminium Co Ltd filed Critical Foshan Sanshui Fenglu Aluminium Co Ltd
Priority to CN201710679303.4A priority Critical patent/CN107447138B/zh
Publication of CN107447138A publication Critical patent/CN107447138A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107447138B publication Critical patent/CN107447138B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/05—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法，所述铝合金型材由以下成分及质量百分比组成：Mg 0.4%～0.6%，Si 0.6%～0.9%，Sn 0.1%～0.3%，Ta 0.1%～0.3%，Ge 0.1%～0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al，其中，0.4%≤(Sn+Ta+Ge)≤0.6%。本发明通过设计特定的合金成分组成及其挤压工艺，抑制再结晶和晶粒长大，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，提高铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能，具有高综合性能的优点，可广泛应用建筑、电子电器、机械装备、交通运输、航空航天等领域，具有广阔的应用前景。

Description

一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法
技术领域
本发明涉及铝合金型材及其生产技术领域，特别涉及一种高强度、高韧性抗腐蚀的铝合金型材及其挤压方法。
背景技术
铝合金具有密度低、比强度高、塑性好、优良的导电、导热和抗蚀性、可加工成各种型材等优点，广发应用于建筑、电子电器、机械装备、交通运输、航空航天等领域。随着经济社会的发展，为了提高铝合金型材结构件的承载能力、服役安全性和服役寿命等，对铝合金型材的综合性能也要求越来越高，如高的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能等。
6005铝合金是可热处理强化的中强度铝合金，具有较好的挤压加工性能和焊接性能，但作为受力结构件使用时，还普遍存在强度偏低的问题。提高Mg、Si合金元素的含量，6005铝合金的强度会随之提高，但同时又会导致铝合金的断裂韧性和抗应力腐蚀性能下降，原因是高合金化导致强度与韧性之间存在较大的制约关系，高密度的析出强化相在晶界聚集容易引发应力腐蚀等。
通过抑制再结晶和晶粒长大，保持挤压态的纤维状晶粒组织，可以同时提高铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能。现有技术通常在6005铝合金中加入Mn、Cr、Zr、Sc中的一种或几种来抑制再结晶和晶粒长大。Mn、Cr只能形成非共格的铝化物弥散性，对抑制再结晶的作用较弱。Zr、Sc虽然能形成亚稳型Al3(Zr，Sc)弥散相，具有较强的抑制再结晶作用，但在高温长时间均匀化和固溶处理中也会转变为非共格的稳定性Al3(Zr，Sc)弥散性，对再结晶的抑制作用随之降低。
总之，现有技术还无法使6005铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，使6005铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能的提高仍然受到较大的限制。因此，现有6005铝合金型材及其挤压方法仍需要改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法，通过设计特定的合金成分组成及其挤压工艺，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，提高铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能，使铝合金型材具有较高的综合性能。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种抗腐蚀铝合金型材,包括以下质量百分比的组成：Mg 0.4%～0.6%，Si 0.6%～0.9%，Sn 0.1%～0.3%，Ta 0.1%～0.3%，Ge 0.1%～0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al，其中，0.4%≤（Sn+Ta+Ge）≤0.6%。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法，其中，该方法包括以下步骤：
S001.选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al-10Sn合金、Al-10Ta合金、Al-10Ge合金作为原材料；
S002.将铝锭在760～770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.4%～0.6%的镁锭、0.6%～0.9%的结晶硅、1%～3%的Al-10Sn合金、1%～3%的Al-10Ta合金和1%～3%的Al-10Ge合金，搅拌熔化成铝合金液；
S003.用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10～20分钟，扒渣后静置50～60分钟；
S004.将铝合金液依次流过设置在流槽上的除气机和泡沫陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
S005.将铝合金液在铸造温度710～720℃、铸造速度70～80毫米/分钟、冷却水压力0.6～0.7MPa的条件下半连续铸造成铝合金铸锭；
S006.将铝合金铸锭加热至585～595℃均匀化处理10-12小时，然后水雾强制冷却至室温；
S007.将铝合金铸锭加热至510～530℃，在挤压速度7～8米/分钟、挤压比40～60条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；
S008.将铝合金型材加热至180～200℃时效8～10小时，随炉冷却后得到所述抗腐蚀铝合金型材。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法，其中，所述的步骤S004中的除气机的旋转速度为350转/分钟，氩气流量为1立方米/小时。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法，其中，所述的步骤S004中的泡沫陶瓷过滤板的孔隙度为40ppi。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法，其中，所述的步骤S005：将铝合金在铸造温度710℃、铸造速度80毫米/分钟、冷却水压力0.6MPa的条件下半连续铸造成铝合金铸锭。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法，其中，所述的步骤S005中的铝合金铸锭的晶粒尺寸为150～350微米。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法，其中，所述的步骤S007：将铝合金铸锭加热至520℃，在挤压速度为8米/分钟、挤压比为60的条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温。
有益效果：
本发明提供了一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法，通过设计特定的合金成分组成及其挤压工艺，抑制再结晶和晶粒长大，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，提高铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能，具有高综合性能的优点，可广泛应用建筑、电子电器、机械装备、交通运输、航空航天等领域，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明提供的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种抗腐蚀铝合金型材,包括以下质量百分比的组成：Mg 0.4%～0.6%，Si 0.6%～0.9%，Sn 0.1%～0.3%，Ta 0.1%～0.3%，Ge 0.1%～0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al，其中，0.4%≤（Sn+Ta+Ge）≤0.6%。
所述铝合金型材中含有的杂质的总量≤0.15%，单个杂质的含量≤0.05%。
Mg和Si是铝合金型材的主要合金元素，这些元素在铝合金型材中除了具有固溶强化作用外，Mg和Si还可析出Mg2Si强化相增强铝合金型材的强度。Mg和Si的含量越高，铝合金型材的强度也越高，但断裂韧性会逐渐下降，强化相在晶界聚集引发应力腐蚀敏感性增大。本案发明人通过对合金成分的系统研究后发现，当Mg含量小于0.4%，Si含量小于0.6%时，铝合金型材的强度达不到所需的320MPa；当Mg含量大于0.6%， Si含量大于0.9%时，铝合金型材的强度会过高，而断裂韧性和抗应力腐蚀性能则显著恶化。当Mg含量为0.4～0.6%，Si含量为0.6～0.9%时，可以平衡铝合金型材的强度与断裂韧性和抗应力腐蚀性能之间的矛盾关系，满足高综合性能的要求。
Sn、Ta、Ge是铝合金型材的微合金化元素，在铝合金中起抑制再结晶和晶粒长大的作用。本案发明人通过大量的实验研究后发现，单独添加Sn、Ta、Ge中的一种或两种元素时，都无法使铝合金型材沿挤压方向获得单一的纤维状晶粒组织，只有复合添加Sn、Ta、Ge三种元素时，才能使铝合金沿挤压方向获得单一的纤维状晶粒组织，并且其效果和稳定性显著好于添加Mn、Cr、Zr、Sc等元素。当Sn、Ta、Ge的含量分别为0.1～0.3%，且满足0.4%≤Sn+Ta+Ge≤0.6%时，可确保铝合金型材沿挤压方向获得单一的纤维状晶粒组织。当Sn或Ta或Ge的含量小于0.1%，或者Sn+Ta+Ge≤0.4%时，只能获得由纤维状晶粒和再结晶晶粒组成的混合晶粒组织。当Sn或Ta或Ge的含量大于0.3%，或者Sn+Ta+Ge≥0.6%时，则会导致铝化物的尺寸变得异常粗大，恶化铝合金型材的断裂韧性，达不到高综合性能的要求。
Fe是铝锭、结晶硅、镁锭中不可避免的杂质元素。当Fe含量大于0.15%时，Fe和Si在铝合金型材中会形成粗大的针状AlFeSi系金属间化合物，该化合物常常成为断裂发生的裂纹源和裂纹扩展方向，严重恶化铝合金型材的强度和断裂韧性,因此，需要严格控制Fe的含量。本发明通过选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅作为原材料，控制Fe含量小于0.15%，再结合后续的铸锭均匀化处理，可以消除Fe元素对铝合金型材强度和断裂韧性的影响。
请参阅图1，所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法，包括以下步骤：
S001.选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al-10Sn合金、Al-10Ta合金、Al-10Ge合金作为原材料；
S002.将铝锭在760～770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.4%～0.6%的镁锭、0.6%～0.9%的结晶硅、1%～3%的Al-10Sn合金、1%～3%的Al-10Ta合金和1%～3%的Al-10Ge合金，搅拌熔化成铝合金液；
S003.用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10～20分钟，扒渣后静置50～60分钟；
S004.将铝合金液依次流过设置在流槽上的除气机和泡沫陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
S005.将铝合金液在铸造温度710～720℃、铸造速度70～80毫米/分钟、冷却水压力0.6～0.7MPa的条件下半连续铸造成铝合金铸锭；
本案发明人通过深入研究后发现，当铸造温度710～720℃、铸造速度70～80毫米/分钟、冷却水压力0.6～0.7MPa时，半连续铸造成铝合金铸锭的晶粒尺寸为150～350微米，非常有利于铝合金型材挤压后获得单一的纤维状晶粒组织。如果铸造工艺参数不在上述匹配范围内，均无法使铝合金铸锭获得150～350微米的晶粒，挤压后也无法获得单一的纤维状晶粒组织。
S006.将铝合金铸锭加热至585～595℃均匀化处理10-12小时，然后水雾强制冷却至室温；
均匀化处理的目的是消除铸锭内部合金元素的宏观和微观偏析，使合金元素和粗大化合物充分固溶。本案发明人大量实验研究后发现，本发明所述铝合金铸锭的理想均匀化温度为585～595℃，均匀化时间为10-12小时，可以完全消除铸锭内部Mg、Si元素的宏微观偏析，使元素和粗大金属间化合物充分固溶。均匀化温度低于585℃或者时间小于10小时，均不能消除晶内元素的宏观和微观偏析以及破碎细化金属间化合物。而均匀化温度高于595℃时或者时间超过12小时，则会导致铝合金铸锭局部过烧，均会恶化铝合金型材的力学性能。
S007.将铝合金铸锭加热至510～530℃，在挤压速度7～8米/分钟、挤压比40～60的条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；
合适的挤压工艺是铝合金型材获得单一纤维状晶粒组织的重要条件。本案发明人通过对本发明所述铝合金型材的挤压工艺研究后发现，在铝合金铸锭加热为510～530℃、挤压速度为7～8米/分钟、挤压比为40～60的条件下进行热挤压成形，铝合金型材沿挤压方向上可获得单一的纤维状晶粒组织，铝合金型材展现出高强度、高断裂韧性和高抗应力腐蚀性能的优异综合性能。如果挤压工艺参数不在上述匹配范围内，铝合金型材均无法获得单一的纤维状晶粒组织，只能得到由纤维状晶粒和再结晶晶粒构成的混合晶粒组织，并且还可能出现铝合金变形抗力会太大，挤压困难，或者挤压后铝合金型材在线淬火不充分，无法获得期望的铝合金型材高综合性能等问题。
S008.将铝合金型材加热至180～200℃时效8～10小时，随炉冷却后得到所述抗腐蚀铝合金型材。
本案发明人对本发明所述铝合金型材的时效工艺研究后发现，将铝合金型材加热至180～200℃时效8～10小时，然后随炉冷却，可以得到最大的时效强度，满足高综合性能对铝合金型材的强度要求。如果时效温度低于180℃或者时效时间小于8小时，则为亚时效，而时效温度高于200℃或者时效时间大于10小时，则会出现过时效，均达不到期望的铝合金型材强度，满足不了高综合性能的要求。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法中的步骤S004中的除气机的旋转速度为350转/分钟，氩气流量为1立方米/小时。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法中的步骤S004中的泡沫陶瓷过滤板的孔隙度为40ppi。
气孔和夹杂是铝合金型材的常见缺陷，这些缺陷常常也是断裂的裂纹源和点蚀的起点，因此，提高铝合金型材的纯净度是保障铝合金型材获得高综合性能的基础。本发明先采用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼除气除杂，然后再将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为300～350转/分钟、氩气流量为1～1.5立方米/小时的除气机和孔隙度为40～50ppi的泡沫陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理，对铝合金液进行深度净化，使铝合金液的气含量低于0.1毫升/100克铝，非金属夹杂物含量PoDFA低于0.1平方毫米/公斤，大幅度地提高铝合金型材的洁净度，消除气孔和夹杂对铝合金型材力学性能的影响。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法中的步骤S005：将铝合金在铸造温度710℃、铸造速度80毫米/分钟、冷却水压力0.6MPa的条件下半连续铸造成铝合金铸锭。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法中的步骤S005中的铝合金铸锭的晶粒尺寸为150～350微米。
所述的抗腐蚀铝合金型材的挤压方法中的步骤S007：将铝合金铸锭加热至520℃，在挤压速度为8米/分钟、挤压比为60的条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温。
综上所述，本发明具有以下优点：
（1）本发明通过设计特定的合金成分组成，解决了铝合金型材的强度与断裂韧性和抗应力腐蚀性能之间的矛盾关系，使铝合金型材同时具有高的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能的优点。
（2）本发明通过严格控制半连续铸造工艺，控制铝合金铸锭获得尺寸为150～350微米的晶粒组织，确保铸锭挤压后铝合金型材可以获得单一的纤维状晶粒组织。
（3）本发明通过复合添加Sn、Ta、Ge元素抑制再结晶和晶粒长大，严格控制铝合金铸锭的均匀化和挤压工艺，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，实现铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能同时大幅提高。
（4）本发明所述铝合金型材的抗拉强度大于320MPa，屈服强度大于270MPa，断后伸长率大于15%，断裂韧性大于45KIC，抗应力腐蚀试验大于35天，具有高综合性能的优点。
下面结合具体的实施例和对比例对本发明的技术方案作进一步的说明，以便更好的理解本发明的技术方案。
实施例1：
铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.4%，Si 0.6%，Sn 0.2%，Ta 0.1%，Ge0.1%，Fe≤0.15%，余量为Al。
所述铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：
第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al-10Sn合金、Al-10Ta合金、Al-10Ge合金作为原材料；
第二步：将铝锭在760℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.4%的镁锭、0.6%的结晶硅、2%的Al-10Sn合金、1%的Al-10Ta合金和1%的Al-10Ge合金，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10分钟，扒渣后静置50分钟；
第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为350转/分钟、氩气流量为1立方米/小时的除气机和孔隙度为40ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；
第五步：将铝合金液在铸造温度710℃、铸造速度80毫米/分钟、冷却水压力0.6MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；
第六步：将铝合金铸锭加热至595℃均匀化处理10小时，然后水雾强制冷却至室温；
第七步：将铝合金铸锭加热至530℃，在挤压速度7米/分钟、挤压比40条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；
第八步：将铝合金型材加热至180℃时效10小时，随炉冷却后得到高强高韧抗腐蚀铝合金型材。
实施例2：
铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.5%，Si 0.7%，Sn 0.2%，Ta 0.1%，Ge0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al。
所述铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：
第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al-10Sn合金、Al-10Ta合金、Al-10Ge合金作为原材料；
第二步：将铝锭在770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.5%的镁锭、0.7%的结晶硅、2%的Al-10Sn合金、1%的Al-10Ta合金和3%的Al-10Ge合金，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼20分钟，扒渣后静置50分钟；
第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为300转/分钟、氩气流量为1.5立方米/小时的除气机和孔隙度为50ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；
第五步：将铝合金液在铸造温度720℃、铸造速度70毫米/分钟、冷却水压力0.7MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；
第六步：将铝合金铸锭加热至585℃均匀化处理12小时，然后水雾强制冷却至室温；
第七步：将铝合金铸锭加热至520℃，在挤压速度8米/分钟、挤压比60条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；
第八步：将铝合金型材加热至200℃时效8小时，随炉冷却后得到高强高韧抗腐蚀铝合金型材。
实施例3：
铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.6%，Si 0.9%，Sn 0.3%，Ta 0.1%，Ge0.1%，Fe≤0.15%，余量为Al。
所述铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：
第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al-10Sn合金、Al-10Ta合金、Al-10Ge合金作为原材料；
第二步：将铝锭在765℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.6%的镁锭、0.9%的结晶硅、3%的Al-10Sn合金、1%的Al-10Ta合金和1%的Al-10Ge合金，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼15分钟，扒渣后静置55分钟；
第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为325转/分钟、氩气流量为1.3立方米/小时的除气机和孔隙度为45ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；
第五步：将铝合金液在铸造温度715℃、铸造速度75毫米/分钟、冷却水压力0.65MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；
第六步：将铝合金铸锭加热至590℃均匀化处理11小时，然后水雾强制冷却至室温；
第七步：将铝合金铸锭加热至510℃，在挤压速度7.5米/分钟、挤压比50条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；
第八步：将铝合金型材加热至190℃时效9小时，随炉冷却后得到高强高韧抗腐蚀铝合金型材。
对比例1：
铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.4%，Si 0.6%，Sn 0.1%，Ta 0.1%，Ge0.1%，Fe≤0.15%，余量为Al。
所述铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：
第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al10Sn合金、Al10Ta合金、Al10Ge合金作为原材料；
第二步：将铝锭在760℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.4%的镁锭、0.6%的结晶硅、1%的Al-10Sn合金、1%的Al-10Ta合金和1%的Al-10Ge合金，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10分钟，扒渣后静置50分钟；
第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为350转/分钟、氩气流量为1立方米/小时的除气机和孔隙度为40ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；
第五步：将铝合金液在铸造温度710℃、铸造速度80毫米/分钟、冷却水压力0.6MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；
第六步：将铝合金铸锭加热至595℃均匀化处理10小时，然后水雾强制冷却至室温；
第七步：将铝合金铸锭加热至530℃，在挤压速度7米/分钟、挤压比40条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；
第八步：将铝合金型材加热至180℃时效10小时，随炉冷却后得到铝合金型材。
对比例2：
铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.5%，Si 0.7%，Sn 0.2%，Ta 0.05%，Ge 0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al。
所述铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：
第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al-10Sn合金、Al-10Ta合金、Al-10Ge合金作为原材料；
第二步：将铝锭在770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.5%的镁锭、0.7%的结晶硅、2%的Al-10Sn合金、0.5%的Al-10Ta合金和3%的Al-10Ge合金，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼20分钟，扒渣后静置50分钟；
第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为300转/分钟、氩气流量为1.5立方米/小时的除气机和孔隙度为50ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；
第五步：将铝合金液在铸造温度720℃、铸造速度70毫米/分钟、冷却水压力0.7MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；
第六步：将铝合金铸锭加热至550℃均匀化处理12小时，然后水雾强制冷却至室温；
第七步：将铝合金铸锭加热至520℃，在挤压速度8米/分钟、挤压比60条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；
第八步：将铝合金型材加热至200℃时效8小时，随炉冷却后得到铝合金型材。
对比例3：
铝合金型材的成分及质量百分比组成为：Mg 0.6%，Si 0.9%，Sn 0.3%，Ta 0.1%，Ge0.1%，Fe≤0.15%，余量为Al。
铝合金型材的挤压方法包括以下步骤：
第一步：选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al-10Sn合金、Al-10Ta合金、Al-10Ge合金作为原材料；
第二步：将铝锭在765℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.6%的镁锭、0.9%的结晶硅、3%的Al-10Sn合金、1%的Al-10Ta合金和1%的Al-10Ge合金，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼15分钟，扒渣后静置55分钟；
第四步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为325转/分钟、氩气流量为1.3立方米/小时的除气机和孔隙度为45ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；
第五步：将铝合金液在铸造温度715℃、铸造速度75毫米/分钟、冷却水压力0.65MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；
第六步：将铝合金铸锭加热至590℃均匀化处理11小时，然后水雾强制冷却至室温；
第七步：将铝合金铸锭加热至540℃，在挤压速度7.5米/分钟、挤压比50条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；
第八步：将铝合金型材加热至190℃时效9小时，随炉冷却后得到铝合金型材。
按行业标准YB/T 4290-2012《金相检测面上最大晶粒尺寸级别测定方法》，在实施例和对比例生产的铝合金型材上取样，试样经磨制、抛光和腐蚀后，在LEICA-300型金相显微镜下对铝合金型材挤压方向的显微组织进行观察，检测结果如表1所示。
按国家标准GB/T 16865-2013《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》，将实施例和对比例生产的铝合金型材加工成标准拉伸试样，在HGF-500型电子拉伸试验机上进行室温拉伸，拉伸速率为2毫米/分钟，检测铝合金型材的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率，检测结果如表1所示。
按国家标准GB/T 4161-2007《金属材料平面应变断裂韧度KIC试验方法》，将实施例和对比例生产的铝合金型材加工成标准试样，在GJJH-550型断裂试验上进行平面应变断裂韧性KIC试验，检测铝合金型材的断裂韧性，检测结果如表1所示。
按国家标准GB/T 22640-2008《铝合金加工产品的环形试样应力腐蚀试验方法》，将实施例和对比例生产的铝合金型材加工成标准试样，在GYG-400型应力腐蚀试验机上进行C环应力腐蚀试验，应力为400MPa，检测铝合金型材的抗应力腐蚀性能，检测结果如表1所示。
表1 实施例和对比例铝合金型材的检测结果
金相显微组织 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 断后伸长率/% 断裂韧性/KIC 抗应力腐蚀/天
实施例1 单一纤维状晶粒组织 324.1 275.5 18.4 45.9 35
实施例2 单一纤维状晶粒组织 338.5 287.4 16.9 47.7 37
实施例3 单一纤维状晶粒组织 351.3 297.3 15.1 49.2 38
对比例1 纤维状晶+再结晶晶粒 295.6 255.7 15.7 35.4 28
对比例2 纤维状晶+再结晶晶粒 308.5 267.3 14.5 37.1 30
对比例3 纤维状晶+再结晶晶粒 311.8 274.8 13.5 38.7 31
从表1可看到，实施例1-3：铝合金型材沿挤压方向上均为单一的纤维状晶粒组织，铝合金型材的抗拉强度大于320MPa，屈服强度大于270MPa，断后伸长率大于15%，断裂韧性大于45KIC，抗应力腐蚀试验大于35天，表明本发明所挤压铝合金型材具有高强度、高断裂韧性和高抗应力腐蚀性能的优点，满足高综合性能的要求。
对比例1：由于铝合金型材中Sn、Ta、Ge的含量总和小于0.4%，不能完全抑制再结晶的发生，铝合金型材沿挤压方向上为纤维状晶粒和再结晶晶粒组成的混合晶粒组织，导致铝合金型材的抗拉强度低于320MPa，断裂韧性小于45KIC，抗应力腐蚀试验小于35天，满足不了高综合性能的要求。
对比例2：虽然铝合金型材中Sn、Ta、Ge的含量总和大于0.4%，但是Ta的含量小于0.1%，也不能完全抑制再结晶的发生，铝合金型材沿挤压方向上为纤维状晶粒和再结晶晶粒组成的混合晶粒组织，导致铝合金型材的抗拉强度低于320MPa，断裂韧性小于45KIC，抗应力腐蚀试验小于35天，满足不了高综合性能的要求。
对比例3：虽然铝合金型材中Sn、Ta、Ge的含量以及含量总和都符合成分设计范围，但是铝合金铸锭的加热温度大于530℃，铝合金型材沿挤压方向上为纤维状晶粒和再结晶晶粒构成的混合晶粒组织，导致铝合金型材的抗拉强度低于320MPa，断裂韧性小于45KIC，抗应力腐蚀试验小于35天，满足不了高综合性能的要求。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种抗腐蚀铝合金型材，其特征在于，包括以下质量百分比的组成：Mg 0.4%～0.6%，Si 0.6%～0.9%，Sn 0.1%～0.3%，Ta 0.1%～0.3%，Ge 0.1%～0.3%，Fe≤0.15%，余量为Al，其中，0.4%≤(Sn+Ta+Ge)≤0.6%，所述铝合金型材在挤压方向上为单一的纤维状晶粒组织；
该抗腐蚀铝合金型材的挤压方法，包括以下步骤：
S001.选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的镁锭、纯度≥99.95%的结晶硅和Al-10Sn合金、Al-10Ta合金、Al-10Ge合金作为原材料；
S002.将铝锭在760～770℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.4%～0.6%的镁锭、0.6%～0.9%的结晶硅、1%～3%的Al-10Sn合金、1%～3%的Al-10Ta合金和1%～3%的Al-10Ge合金，搅拌熔化成铝合金液；
S003.用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10～20分钟，扒渣后静置50～60分钟；
S004.将铝合金液依次流过设置在流槽上的除气机和泡沫陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
S005.将铝合金液在铸造温度710～720℃、铸造速度70～80毫米/分钟、冷却水压力0.6～0.7MPa的条件下半连续铸造成铝合金铸锭；
S006.将铝合金铸锭加热至585～595℃均匀化处理10-12小时，然后水雾强制冷却至室温；
S007.将铝合金铸锭加热至510～530℃，在挤压速度7～8米/分钟、挤压比40～60条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温；
S008.将铝合金型材加热至180～200℃时效8～10小时，随炉冷却后得到所述抗腐蚀铝合金型材；
其中，所述步骤S004中的除气机的旋转速度为350转/分钟，氩气流量为1立方米/小时；
所述步骤S004中的泡沫陶瓷过滤板的孔隙度为40ppi。
2.根据权利要求1所述的抗腐蚀铝合金型材，其特征在于，所述的步骤S005：将铝合金在铸造温度710℃、铸造速度80毫米/分钟、冷却水压力0.6MPa的条件下半连续铸造成铝合金铸锭。
3.根据权利要求1所述的抗腐蚀铝合金型材，其特征在于，所述的步骤S005中的铝合金铸锭的晶粒尺寸为150～350微米。
4.根据权利要求1所述的抗腐蚀铝合金型材，其特征在于，所述的步骤S007：将铝合金铸锭加热至520℃，在挤压速度为8米/分钟、挤压比为60的条件下挤压成铝合金型材，然后穿水冷却至室温。
CN201710679303.4A 2017-08-10 2017-08-10 一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法 Active CN107447138B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710679303.4A CN107447138B (zh) 2017-08-10 2017-08-10 一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710679303.4A CN107447138B (zh) 2017-08-10 2017-08-10 一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107447138A CN107447138A (zh) 2017-12-08
CN107447138B true CN107447138B (zh) 2021-02-05

Family

ID=60491783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710679303.4A Active CN107447138B (zh) 2017-08-10 2017-08-10 一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107447138B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108842102A (zh) * 2018-06-27 2018-11-20 薛士军 一种门框用高强度铝合金及其制备工艺
CN112725666A (zh) * 2020-11-24 2021-04-30 宁波科诺精工科技有限公司 一种具有冷镦不开裂效果的铝合金
CN114086040B (zh) * 2021-08-20 2022-06-28 中国航发北京航空材料研究院 一种铝镁硅钪锆系合金及其制备方法
CN114752824A (zh) * 2022-06-02 2022-07-15 山东南山铝业股份有限公司 一种低稀土含量的快速挤压铝合金型材及其制备工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006108317A (ja) * 2004-10-04 2006-04-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 複合材料
CN101911232A (zh) * 2008-02-22 2010-12-08 株式会社神户制钢所 触摸屏传感器
WO2012079433A1 (zh) * 2010-12-16 2012-06-21 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料及其制备方法
CN103514975A (zh) * 2012-06-27 2014-01-15 三星电子株式会社 导电糊、电极、电子装置和太阳能电池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103725925A (zh) * 2013-12-17 2014-04-16 芜湖万润机械有限责任公司 一种船用铝合金型材的制备方法
CN106399726B (zh) * 2016-06-16 2018-09-21 芜湖黄燕实业有限公司 抗冲击铝合金汽车轮毂及其制备方法
CN106636803B (zh) * 2016-12-13 2018-06-29 佛山市三水凤铝铝业有限公司 一种轨道交通车辆用铝合金型材及其制造方法
CN107385290B (zh) * 2017-08-10 2018-10-30 广东和胜工业铝材股份有限公司 一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006108317A (ja) * 2004-10-04 2006-04-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 複合材料
CN101911232A (zh) * 2008-02-22 2010-12-08 株式会社神户制钢所 触摸屏传感器
WO2012079433A1 (zh) * 2010-12-16 2012-06-21 贵州华科铝材料工程技术研究有限公司 七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料及其制备方法
CN103514975A (zh) * 2012-06-27 2014-01-15 三星电子株式会社 导电糊、电极、电子装置和太阳能电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN107447138A (zh) 2017-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107447138B (zh) 一种抗腐蚀铝合金型材及其挤压方法
EP3650561B1 (en) Plastic wrought magnesium alloy and preparation method thereof
CN108425050B (zh) 一种高强高韧铝锂合金及其制备方法
CN103361523B (zh) 一种结构工程用铝合金型材及其制备方法
US20040191111A1 (en) Er strengthening aluminum alloy
CN104959393A (zh) 一种高质量航空叶片用铝合金热挤压棒材的制造方法
CN110592445B (zh) 720-740MPa冷挤压Al-Zn-Mg-Cu-Ti铝合金及制备方法
CN111945039B (zh) 一种压铸铝合金、铝合金压铸件及其制造方法
EP2455503B1 (en) Grain refiner for magnesium and magnesium alloy and preparation method thereof
CN105369084A (zh) 一种微量添加Er的高镁铝合金均匀化退火及挤压变形工艺
EP2532763A1 (en) Application of aluminum-zirconium-titanium-carbon intermediate alloy in deformation process of magnesium and magnesium alloys
WO2015135253A1 (zh) 铝硅系合金及其生产方法
CN111020321A (zh) 一种适于锻造加工的Al-Cu系铸造合金及其制备方法
CN107460380B (zh) 一种高强耐蚀铝合金及其制备方法
CN111304510A (zh) 一种高强高耐腐蚀三元镁合金及其制备方法
CN110885941B (zh) 高韧性铝合金材料及其制备方法
EP2487273B1 (en) Aluminum-zirconium-titanium-carbon crystal grain refiner for magnesium and magnesium alloys and preparation method thereof
CN108504973B (zh) 一种舰船用Al-Mg-Si合金的热处理方法
Liu et al. Effects of grain refining and modification on mechanical properties and microstructures of Al–7.5 Si–4Cu cast alloy
CN114457266A (zh) 超高强韧铸造铝合金及其成型方法
WO2016177095A1 (zh) 一种铝合金材料及其制备方法
CN102277521B (zh) 室温高韧性单相固溶体镁稀土基合金及制备方法
CN115558825B (zh) 一种高导热、高强韧压铸铝合金及其制备方法
CN114231793B (zh) 一种重力铸造锌合金
CN103361526B (zh) 一种高强度铝合金及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant