CN110205529A - 一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用 - Google Patents

一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110205529A
CN110205529A CN201910608469.6A CN201910608469A CN110205529A CN 110205529 A CN110205529 A CN 110205529A CN 201910608469 A CN201910608469 A CN 201910608469A CN 110205529 A CN110205529 A CN 110205529A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat treatment
aluminium
temperature
preparation
anticorrosion
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.)
Pending
Application number
CN201910608469.6A
Other languages
English (en)
Inventor
赵耿森
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.)
SHENZHEN JINFA COPPER AND ALUMINUM Co Ltd
Original Assignee
SHENZHEN JINFA COPPER AND ALUMINUM 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 SHENZHEN JINFA COPPER AND ALUMINUM Co Ltd filed Critical SHENZHEN JINFA COPPER AND ALUMINUM Co Ltd
Priority to CN201910608469.6A priority Critical patent/CN110205529A/zh
Publication of CN110205529A publication Critical patent/CN110205529A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • 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
    • C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc 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
    • C22F1/053—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 zinc as the next major constituent

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)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用。本发明所述耐腐蚀铝合金，包括以下质量含量的组分：Zn 2.7～5.5％，Mg 0.7～1.3％，Si1.5～3.5％，Sc 0.05～1.0％，Sb 0.5～2.0％和余量的Al。实施例结果表明，本发明提供的耐腐蚀铝合金具有优异的耐腐蚀性能，耐腐蚀铝合金腐蚀率为0.09～0.18mg/cm2·d，且抗拉强度达到625～687MPa，屈服强度达到402～455MPa，延伸率达到10.2～11.7％，延长了铝合金材料的使用寿命。

Description

一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用。
背景技术
铝合金具有轻质、高强度、高韧性和低成本的特点，被广泛应用于工业生产，其使用量仅次于钢。常见的铝合金有锌、锰、镁、硅等元素，例如中国专利201510628002.X和201710296151.X均通过添加上述元素得到了高强度铝合金。虽然添加上述元素能够改善铝合金的强度性能，但改善的效果并不理想，无法满足现代工业发展对铝合金材料提出的更高要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀铝合金的制备方法，本发明提供的制备方法能够得到耐腐性好，强度和韧性高的铝合金。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种耐腐蚀铝合金，包括以下质量含量的组分：Zn 2.7～5.5％，Mg0.7～1.3％，Si 1.5～3.5％，Sc 0.05～1.0％，Sb 0.5～2.0％和余量的Al。
优选的，所述耐腐蚀铝合金包括以下质量含量的组分：Zn 2.9～4.3％，Mg 0.8～1.15％，Si 1.7～2.9％，Sc 0.1～0.7％，Sb 1.0～1.5％和余量的Al。
本发明提供了上述技术方案所述的耐腐蚀铝合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述技术方案所述的耐腐蚀铝合金组分对应的原料依次进行熔炼和浇铸，得到铝合金铸坯；
(2)将所述铝合金铸坯依次进行第I热处理、第II热处理和第III热处理，得到耐腐蚀铝合金；
所述第I热处理的温度为400～550℃；
所述第II热处理的温度为650～750℃；
所述第III热处理的温度为130～150℃。
优选的，进行所述第I热处理时，保温时间为30～60min；
进行所述第II热处理时，保温时间为120～200min；
进行所述第III热处理时，保温时间为30～60min。
优选的，由室温升至所述第I热处理的温度的速率为3～5℃/min；
由室温升至所述第II热处理的温度的速率为5～10℃/min；
由室温升至所述第III热处理的温度的速率为2～5℃/min。
优选的，进行第I热处理和第II热处理后，分别采用随炉冷却的方式降至室温；
进行第III热处理后，采用空冷的方式降至室温。
优选的，熔炼前，还包括对所述耐腐蚀铝合金组分对应的原料进行干燥处理。
优选的，所述熔炼的温度为720±10℃，熔炼的时间为30～45min。
优选的，所述原料包括铝硅中间合金、铝钪中间合金、铝锑中间合金、铝锭、锌锭和镁锭。
本发明还提供了上述技术方案所述的耐腐蚀铝合金或上述技术方案所述制备方法制备得到的耐腐蚀铝合金的应用。
本发明提供的耐腐蚀铝合金，包括以下质量含量的组分：Zn 2.7～5.5％，Mg 0.7～1.3％，Si 1.5～3.5％，Sc 0.05～1.0％，Sb 0.5～2.0％和余量的Al。本发明将Sc和Sb配合使用对铝合金进行变质，用于细化铝合金的组织结构，同时配合Zn、Mg、Si，得到耐腐蚀性好，强度和韧性高的铝合金材料。
本发明还提供了耐腐蚀铝合金的制备方法，通过三次热处理，使铝合金组织结构进一步细化，为Sc、Sb变质作用的发挥提供有利条件。
实施例结果表明，本发明提供的耐腐蚀铝合金腐蚀率为0.09～0.18mg/cm2·d，抗拉强度达到625～687MPa，屈服强度达到402～455MPa，延伸率达到10.2～11.7％.
具体实施方式
本发明提供了一种耐腐蚀铝合金，包括以下质量含量的组分：Zn 2.7～5.5％，Mg0.7～1.3％，Si 1.5～3.5％，Sc 0.05～1.0％，Sb 0.5～2.0％和余量的Al。
本发明提供的耐腐蚀铝合金包括以下质量含量的组分：
Zn为2.7～5.5％，优选为2.9～4.3％，更优选为3.0～4.2，再优选为3.2～4.0％；
Mg为0.7～1.3％，优选为0.8～1.15％，更优选为0.85～1.10％，再优选为0.9～1.08％；
Si为1.5～3.5％，优选为1.7～2.9％，更优选为1.8～2.7％，再优选为2.0～2.6％；
Sc为0.05～1.0％，优选为0.07～0.9％，更优选为0.1～0.8％，再优选为0.2～0.7％；
Sb为0.5～2.0％，优选为0.55～1.8％，更优选为0.6～1.7％，再优选为0.7～1.5％；
除上述组分外，还包括Al，所述Al的含量与上述各组分含量之和满足100％。
本发明将Sc元素和Sb元素同时添加至铝合金中，对铝合金进行变质，细化铝合金的晶粒；同时配合Zn、Mg和Si元素含量的控制，进一步改善铝合金的微观组织结构，并最终得到了耐腐蚀、强度高和韧性较好的铝合金材料。
本发明提供了上述技术方案所述的耐腐蚀铝合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述技术方案所述的耐腐蚀铝合金组分对应的原料依次进行熔炼和浇铸，得到铝合金铸坯；
(2)将所述铝合金铸坯依次进行第I热处理、第II热处理和第III热处理，得到耐腐蚀铝合金；
所述第I热处理的温度为400～550℃；
所述第II热处理的温度为650～750℃；
所述第III热处理的温度为130～150℃。
本发明将所述的耐腐蚀铝合金组分对应的原料依次进行熔炼和浇铸，得到铝合金铸坯。在本发明中，所述原料包括铝硅中间合金、铝钪中间、铝锑中间合金、铝锭、锌锭和镁锭。本发明对所述铝硅中间合金、铝钪中间合金和铝锑中间合金的组成没有特殊要求，采用常规市售材料，能通过用量的控制，得到上述技术方案所述耐腐蚀铝合金的组成即可。
本发明优选对原料进行干燥处理，以去除原料中可能夹杂的水气，避免水气残留对后续熔炼的影响。本发明对所述干燥的方式没有特殊要求，采用真空烘干的方式即可。
在本发明中，所述熔炼的温度优选为720±10℃，熔炼的时间优选为30～45min，更优选为35～40min。本发明所述熔炼优选在真空熔炼炉中进行，熔炼时的压力采用本领域技术人员熟知的压力即可。
熔炼后，本发明将熔炼所得合金液进行浇铸，得到铝合金铸坯。在本发明中，原料熔炼完成后，直接浇铸即可；在具体的实施过程中，浇铸时合金液的温度为700～710℃；浇铸所用模具优选预热至200～300℃；浇铸的具体方式采用本领域技术人员熟知的即可。
得到铝合金铸坯后，本发明将所述铝合金铸坯依次进行第I热处理、第II热处理和第III热处理，得到耐腐蚀铝合金。
在本发明中，所述第I热处理的温度为400～550℃，优选为410～540℃，更优选为420～530℃；保温时间优选为30～60min，更优选为35～55min，再优选为40～50min；由室温升至所述第I热处理的温度的速率优选为3～5℃/min，更优选为3.2～4.8℃/min，再优选为3.5～4.5℃/min。保温结束后，本发明优选采用随炉冷却的方式将所述第I热处理后的合金料冷却至室温，以便进行第II热处理。
在本发明中，所述第II热处理的温度为650～750℃，优选为655～745℃，更优选为660～740℃；保温时间优选为120～200min，更优选为130～190min，再优选为140～180min；由室温升至所述第III热处理的温度的速率优选为5～10℃/min，更优选为6～9℃/min，再优选为7～8℃/min。保温结束后，本发明优选采用随炉冷却的方式，将第II热处理后的合金料冷却至室温，以进行第III热处理。
在本发明中，所述第III热处理的温度为130～150℃，优选为132～148℃，更优选为135～145℃；保温时间优选为30～60min，更优选为35～55min，再优选为40～50min。由室温升至所述第III热处理的温度的速率优选为2～5℃/min，更优选为2.5～4.5℃/min，再优选为3～4℃/min。保温结束后，本发明优选采用空冷的方式，将第III热处理后的合金料冷却至室温，得到耐腐蚀铝合金。
本发明通过三次热处理，使合金铸坯中的各组分均匀分散，尤其促进变质元素Sc、Sb的分散，为Sc、Sb发挥变质作用提供基础；另外，保温温度、保温时间和升温速率的控制，均有利于细化晶粒，为得到耐腐蚀铝合金提供条件。
本发明提供了上述技术方案所述的耐腐蚀铝合金或上述技术方案所述制备方法制备得到的耐腐蚀铝合金的应用，所述应用优选包括将所述耐腐蚀铝合金用于制备航空航天零部件。本发明对所述应用的具体方式没有特殊要求，根据应用的领域，对铝合金进行机加工，得到所需的合金部件即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照表1所示组分配料，将原料烘干，然后置于真空熔炼炉(具体为真空感应炉)中，在720℃(允许温度误差为±10℃)下加热熔融，待原料全部熔融后，持续熔炼40min，得到合金料液；
将浇铸用模具预热至200℃，然后将熔炼所得合金料液进行浇铸，得到合金铸坯；
将所得合金铸坯置于电炉中，控制升温程序为3.5℃/min，将温度升温至450℃，保温60min，完成第I次热处理；停止保温，随炉冷却至室温后，再升温进行第II次热处理，升温速率为6℃/min，终点温度为700℃，保温125min，随炉冷却至室温；再按照2℃/min的速度升温至140℃，进行第III次热处理，保温40min后空冷，得到耐腐蚀铝合金。
实施例2～4
按照实施例1的方式制备耐腐蚀铝合金，不同之处在于组分含量和各工艺步骤的参数，分别列于表1和表2中。
表1实施例1～4耐腐蚀铝合金组成(质量百分含量％)
表2实施例1～4耐腐蚀铝合金制备工艺
工艺步骤 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
第1次升温速率(℃/min) 3.5 4.5 4.0 5.0
第I热处理温度(℃) 450 500 470 420
第I热处理保温时间(min) 60 45 50 60
第2次升温速率(℃/min) 6.0 8.0 7.0 8.0
第II热处理温度(℃) 700 720 680 650
第II热处理保温时间(min) 125 150 180 140
第3次升温速率(℃/min) 2 3 2.5 4
第III热处理温度(℃) 140 130 150 135
第III热处理保温时间(min) 40 30 60 45
备注：表2中的数据为设置值，在实际生产当中，温度和时间参数可在设置值±5的范围内波动，升温速率可在设置值±0.2的范围内波动。
性能表征与结果
按照GB/T16865标准测试实施例1～4所得耐腐蚀铝合金的强度和韧性，测试结果如表3所示；
利用盐雾试验测试实施例1～4所得耐腐蚀铝合金的耐腐蚀性能，测试结果列于表3中。
表3实施例1～4所得耐腐蚀铝合金的性能测试结果
性能 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(％) 腐蚀率(mg/cm<sup>2</sup>·d)
实施例1 687 455 10.5 0.12
实施例2 625 402 11.1 0.18
实施例3 649 421 11.7 0.14
实施例4 670 437 10.2 0.09
由表3的测试结果可知，本发明提供的铝合金具有优异的耐腐蚀性能，同时强度和韧性也保持在较高水平，整体的综合性能较好，满足现代工业发展对合金材料耐腐蚀、高强和高韧的需求。
以上实施例说明，本发明提供的铝合金具有耐腐蚀、高强、高韧的特点，能够适用于更为严苛的工作环境。另外，本发明提供的制备方法重复性好。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀铝合金，其特征在于，包括以下质量含量的组分：Zn 2.7～5.5％，Mg 0.7～1.3％，Si 1.5～3.5％，Sc 0.05～1.0％，Sb 0.5～2.0％和余量的Al。
2.如权利要求1所述的耐腐蚀铝合金，其特征在于，包括以下质量含量的组分：Zn 2.9～4.3％，Mg 0.8～1.15％，Si 1.7～2.9％，Sc 0.1～0.7％，Sb 1.0～1.5％和余量的Al。
3.权利要求1或2所述的耐腐蚀铝合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将权利要求1或2所述的耐腐蚀铝合金组分对应的原料依次进行熔炼和浇铸，得到铝合金铸坯；
(2)将所述铝合金铸坯依次进行第I热处理、第II热处理和第III热处理，得到耐腐蚀铝合金；
所述第I热处理的温度为400～550℃；
所述第II热处理的温度为650～750℃；
所述第III热处理的温度为130～150℃。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，进行所述第I热处理时，保温时间为30～60min；
进行所述第II热处理时，保温时间为120～200min；
进行所述第III热处理时，保温时间为30～60min。
5.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，由室温升至所述第I热处理的温度的速率为3～5℃/min；
由室温升至所述第II热处理的温度的速率为5～10℃/min；
由室温升至所述第III热处理的温度的速率为2～5℃/min。
6.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，进行第I热处理和第II热处理后，分别采用随炉冷却的方式降至室温；
进行第III热处理后，采用空冷的方式降至室温。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，熔炼前，还包括对所述耐腐蚀铝合金组分对应的原料进行干燥处理。
8.如权利要求3或7所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为720±10℃，熔炼的时间为30～45min。
9.如权利要求3或7所述的制备方法，其特征在于，所述原料包括铝硅中间合金、铝钪中间合金、铝锑中间合金、铝锭、锌锭和镁锭。
10.权利要求1或2所述的耐腐蚀铝合金或权利要求3～9任一项所述制备方法制备得到的耐腐蚀铝合金的应用。
CN201910608469.6A 2019-07-08 2019-07-08 一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用 Pending CN110205529A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910608469.6A CN110205529A (zh) 2019-07-08 2019-07-08 一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910608469.6A CN110205529A (zh) 2019-07-08 2019-07-08 一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110205529A true CN110205529A (zh) 2019-09-06

Family

ID=67796551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910608469.6A Pending CN110205529A (zh) 2019-07-08 2019-07-08 一种耐腐蚀铝合金及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110205529A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5465110A (en) * 1977-11-04 1979-05-25 Mitsubishi Metal Corp Bright, corrosion resistant al alloy for die casting
CN1048414A (zh) * 1989-06-24 1991-01-09 东南大学 挤压性优良的耐蚀高强可焊铝合金
CN107201468A (zh) * 2017-04-28 2017-09-26 浙江大侠铝业有限公司 高强度高韧性铝合金棒材及其制备工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5465110A (en) * 1977-11-04 1979-05-25 Mitsubishi Metal Corp Bright, corrosion resistant al alloy for die casting
CN1048414A (zh) * 1989-06-24 1991-01-09 东南大学 挤压性优良的耐蚀高强可焊铝合金
CN107201468A (zh) * 2017-04-28 2017-09-26 浙江大侠铝业有限公司 高强度高韧性铝合金棒材及其制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108359920B (zh) 一种短流程制备高强高耐蚀Al-Mg-Zn铝合金的形变热处理方法
CN111575548B (zh) 综合性能优异的6系铝合金汽车外板及其制备方法
WO2015109893A1 (zh) 快速时效响应型Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金及其制备方法
CN107190186A (zh) 一种新型超高强高韧铝合金及其制备方法
CN105714223B (zh) 一种Al‑Zn‑Mg‑Cu‑Zr铝合金的均匀化热处理方法
CN110952011B (zh) 一种2系高损伤容限铝合金板材及其制备方法
CN107805746B (zh) 一种5005h34铝合金板材及其生产方法
CN106480384B (zh) 一种超高强度铝合金板材的轧制方法
CN112626386B (zh) 一种高强耐蚀的Al-Mg-Si-Cu系铝合金及其制备方法和应用
CN110983216A (zh) 一种减少车用挤压锻造棒表面粗晶产生的工艺
CN110218921A (zh) 一种t4态2024铝合金薄板的加工方法
CN112458344B (zh) 一种高强耐蚀的铝合金及其制备方法和应用
CN111270114A (zh) 一种高强度7150铝合金中厚板的制备工艺
CN109536803B (zh) 一种高延展性低稀土镁合金板材及其制备方法
CN109161742A (zh) 一种掺杂Sc的7085铝合金及其制备方法
CN103695821A (zh) 一种铸造铝硅镁合金的热处理工艺
CN108660343A (zh) 一种汽车专用高强韧铝合金材料及制造工艺
CN115261688B (zh) 一种热成形用7系铝合金材料及其制造方法
CN106367646A (zh) 一种用于坦克轮毂的高强度铝合金及其制备方法
CN113308653B (zh) 一种基于喷射成形的铝锂合金热处理制备方法
CN110952000A (zh) 一种汽车蒙皮板用铝合金及其制造方法
CN107460380A (zh) 一种高强耐蚀铝合金及其制备方法
CN107893181B (zh) 一种镁合金铸锭
CN110273115A (zh) 一种消除5182铝合金屈服平台的退火工艺
CN112322947B (zh) 一种汽车用高强塑性Al-Mg-Si-Zn合金及其制备方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190906

RJ01 Rejection of invention patent application after publication