CN112342443A - 一种阻隔防爆材料及其制造工艺 - Google Patents

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CN112342443A CN202011129485.6A CN202011129485A CN112342443A CN 112342443 A CN112342443 A CN 112342443A CN 202011129485 A CN202011129485 A CN 202011129485A CN 112342443 A CN112342443 A CN 112342443A
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Abstract

本发明公开了一种阻隔防爆材料，包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.4～0.8％、Fe 0.4～1.0％、Cu 0.2～0.4％、Mn 0.3～0.7％、Zn 0.1～0.25％、Ti 0.1～0.2％、Mg 0.8～1.2％、Cr：0.03～0.4％、Zr 0.05～0.15％、Sc 0.1～0.3％、Ni 0.1～0.3％，Al为余量。本发明还公开了一种阻隔防爆材料的其制造工艺，包括以下步骤：S1.原料混合；S2.除气；S3.粗轧；S4.中间轧制；S5.热处理；S6.精轧；S7.材料成型；S8.表面处理。本发明通过添加一定量的镍和铬，并通过其他金属元素的合理配比有效提高材料的耐腐蚀性能、屈服强度和抗拉前度，制造成本低廉同时具有更好的耐腐蚀性能、防爆性能。

Description

一种阻隔防爆材料及其制造工艺
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种阻隔防爆材料及其制造工艺。
背景技术
阻隔防爆材料产品是采用特殊铝合金系列材料及特殊的加工工艺制造而成的抑爆材料，可用于燃料运输车、流动加油车、机场加油车、军用车辆、飞机、舰艇等油箱和油罐防爆；可用于各种存储汽油、柴油、香蕉水、丙酮等容器和罐体的防爆，然而市面上各种的阻隔防爆材料及其制造工艺仍存在各种各样的问题。
如授权公告号为CN103552780A所公开的阻隔防爆材料及制造工艺，其虽然实现了具有热电传导性好、抗酸碱腐蚀性和机械强度高等优点，但是并未解决现有的阻隔防爆材料及其制造工艺还存在的问题：防爆材料在强度、韧性、耐腐蚀性能和防爆性能方面均有待提高，为此我们提出一种阻隔防爆材料及其制造工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻隔防爆材料及其制造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阻隔防爆材料，包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.4～0.8％、Fe 0.4～1.0％、Cu 0.2～0.4％、Mn 0.3～0.7％、Zn 0.1～0.25％、Ti 0.1～0.2％、Mg 0.8～1.2％、Cr：0.03～0.4％、Zr 0.05～0.15％、Sc 0.1～0.3％、Ni 0.1～0.3％，Al为余量。
优选的，包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.5～0.7％、Fe 0.5～0.9％、Cu0.25～0.35％、Mn 0.4～0.6％、Zn 0.15～0.2％、Ti 0.14～0.18％、Mg 0.9～1.1％、Cr：0.1～0.3％、Zr 0.08～0.12％、Sc 0.15～0.25％、Ni 0.15～0.25％，Al为余量。
优选的，包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.6％、Fe 0.7％、Cu 0.3％、Mn0.5％、Zn 0.18％、Ti 0.16％、Mg 1.0％、Cr：0.2％、Zr 0.1％、Sc 0.2％、Ni 0.2％，Al为余量。
本发明还提供了一种阻隔防爆材料的制造工艺，包括以下步骤：
S1.原料混合：将各金属单质混合后加热至700～800℃，使全部金属成液态，并保持温度1～2小时，在500～1000r/min的转速下搅拌20～40min，使各金属均匀分散于熔融液相中；
S2.除气：在S1搅拌均匀后，向S1中的液体中加入氮气和六氯乙烷进行除气；
S3.粗轧：将S2处理后的液体引入铸轧机铸轧成坯料，且在此过程中，将辊体内腔的冷却水进水温度控制在21～22℃、出水温度控制在29～31℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.006～0.008Mpa，轧制出4～6mm的板坯；
S4.中间轧制：将S3中的板坯用冷轧机组进行再次轧制，至厚度2～3mm时，将其送入退火炉内，加热至360～400℃、保温2～3小时后，继续加热至580～600℃、保温18～20小时，进行均匀化退火；然后继续在冷轧机内冷轧至0.40～0.60mm，再次将其送入退火炉内，加热至460～500℃、保温5～7小时后，降温至350～400℃、保温7～9小时，进行中间退火；然后继续轧制成厚度为0.1～0.3mm作为铝箔毛料；
S5.热处理：将S4中的铝箔毛料加温到560～600℃，保温6～10分钟，急速冷却到常温，高温烘干；
S6.精轧：用对辊轧机轧制到要求的厚度，经过分切、整形达到要求的宽度铝合金箔；
S7.材料成型：将S6所得的铝合金箔经过切网机构切缝整形后，拉网扩展为铝箔网，将铝箔网叠制成型，得到网状阻隔防爆材料。
S8.表面处理：将S7中处理后的材料表面进行金属阳极氧化和阳极电泳处理。
优选的，所述S2中氮气的纯度为99.99～99.999％。
优选的，所述S6中的铝合金箔的厚度为0.08～0.18mm、宽度为30～950mm。
优选的，所述S7中的切缝长度为9～16mm，相邻切缝间距为1～3mm和2～6mm。
优选的，所述S8中金属阳极氧化的步骤为：将待氧化的阻隔防爆材料放置在15～25%硫酸水池中，阳极连接待氧化的阻隔防爆材料，阴极连接不产生离子的不锈钢板，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为12～36V。
优选的，所述S8中阳极电泳处理的步骤为：将待阳极电泳的阻隔防爆材料放置在电泳槽内，电泳槽内为可溶于水导电的电泳液，阳极连接待电泳的阻隔防爆材料，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为12～36V。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加一定量的Ni和Cr，并通过其他金属元素的合理配比有效提高材料的耐腐蚀性能、屈服强度和抗拉前度，制造成本低廉同时具有更好的耐腐蚀性能、防爆性能。
（2）本发明通过添加一定量的Sc，使得合金组织得以细化，并为沉淀相提供形核核心，使沉淀相的析出由晶界逐渐扩展到α(Al)基体，更加弥散均匀，减小了晶界与晶内的电极电位差，形成均匀腐蚀，从而提高了合金的耐蚀性能，通过添加一定量的Zr，提高了合金的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能。
（3）本发明中的工艺对阻隔防爆材料的表面金属阳极氧化和阳极电泳处理，金属阳极氧化处理能够增加铝合金的氧化层厚度，以提高材料的硬度和耐压强度，阳极电泳处理能够在电作用下使铝合金附上一层可导电、导热的防腐蚀的油漆，使阻隔防爆材料具有良好的防腐蚀性和机械强度。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做详细描述。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种阻隔防爆材料，包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.4％、Fe 0.4％、Cu 0.2％、Mn 0.3％、Zn 0.1％、Ti 0.1％、Mg 0.8％、Cr：0.03％、Zr0.05％、Sc 0.1％、Ni 0.1％，Al为余量。
实施例2
本发明提供一种技术方案：包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.8％、Fe 1.0％、Cu0.4％、Mn 0.7％、Zn 0.25％、Ti 0.2％、Mg 1.2％、Cr：0.4％、Zr 0.15％、Sc 0.3％、Ni0.3％，Al为余量。
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种阻隔防爆材料，包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.6％、Fe 0.7％、Cu 0.3％、Mn 0.5％、Zn 0.18％、Ti 0.16％、Mg 1.0％、Cr：0.2％、Zr0.1％、Sc 0.2％、Ni 0.2％，Al为余量。
实施例4
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种阻隔防爆材料的制造工艺，包括以下步骤：
S1.原料混合：将各金属单质混合后加热至700℃，使全部金属成液态，并保持温度1小时，在500r/min的转速下搅拌40min，使各金属均匀分散于熔融液相中；
S2.除气：在S1搅拌均匀后，向S1中的液体中加入氮气和六氯乙烷进行除气；
S3.粗轧：将S2处理后的液体引入铸轧机铸轧成坯料，且在此过程中，将辊体内腔的冷却水进水温度控制在21℃、出水温度控制在29℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.006Mpa，轧制出6mm的板坯；
S4.中间轧制：将S3中的板坯用冷轧机组进行再次轧制，至厚度2mm时，将其送入退火炉内，加热至360℃、保温2小时后，继续加热至580℃、保温18小时，进行均匀化退火；然后继续在冷轧机内冷轧至0.40mm，再次将其送入退火炉内，加热至460℃、保温5小时后，降温至350℃、保温7小时，进行中间退火；然后继续轧制成厚度为0.1mm作为铝箔毛料；
S5.热处理：将S4中的铝箔毛料加温到560℃，保温6分钟，急速冷却到常温，高温烘干；
S6.精轧：用对辊轧机轧制到要求的厚度，经过分切、整形达到要求的宽度铝合金箔；
S7.材料成型：将S6所得的铝合金箔经过切网机构切缝整形后，拉网扩展为铝箔网，将铝箔网叠制成型，得到网状阻隔防爆材料。
S8.表面处理：将S7中处理后的材料表面进行金属阳极氧化和阳极电泳处理。
本实施例中，优选的，所述S2中氮气的纯度为99.999％。
本实施例中，优选的，所述S6中的铝合金箔的厚度为0.08mm、宽度为30mm。
本实施例中，优选的，所述S7中的切缝长度为9mm，相邻切缝间距为1mm和2mm。
本实施例中，优选的，所述S8中金属阳极氧化的步骤为：将待氧化的阻隔防爆材料放置在15%硫酸水池中，阳极连接待氧化的阻隔防爆材料，阴极连接不产生离子的不锈钢板，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为12V。
本实施例中，优选的，所述S8中阳极电泳处理的步骤为：将待阳极电泳的阻隔防爆材料放置在电泳槽内，电泳槽内为可溶于水导电的电泳液，阳极连接待电泳的阻隔防爆材料，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为12V。
实施例5
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种阻隔防爆材料的制造工艺，包括以下步骤：
S1.原料混合：将各金属单质混合后加热至800℃，使全部金属成液态，并保持温度2小时，在1000r/min的转速下搅拌20min，使各金属均匀分散于熔融液相中；
S2.除气：在S1搅拌均匀后，向S1中的液体中加入氮气和六氯乙烷进行除气；
S3.粗轧：将S2处理后的液体引入铸轧机铸轧成坯料，且在此过程中，将辊体内腔的冷却水进水温度控制在22℃、出水温度控制在31℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.008Mpa，轧制出4mm的板坯；
S4.中间轧制：将S3中的板坯用冷轧机组进行再次轧制，至厚度3mm时，将其送入退火炉内，加热至400℃、保温3小时后，继续加热至600℃、保温20小时，进行均匀化退火；然后继续在冷轧机内冷轧至0.60mm，再次将其送入退火炉内，加热至500℃、保温7小时后，降温至400℃、保温9小时，进行中间退火；然后继续轧制成厚度为0.3mm作为铝箔毛料；
S5.热处理：将S4中的铝箔毛料加温到600℃，保温10分钟，急速冷却到常温，高温烘干；
S6.精轧：用对辊轧机轧制到要求的厚度，经过分切、整形达到要求的宽度铝合金箔；
S7.材料成型：将S6所得的铝合金箔经过切网机构切缝整形后，拉网扩展为铝箔网，将铝箔网叠制成型，得到网状阻隔防爆材料。
S8.表面处理：将S7中处理后的材料表面进行金属阳极氧化和阳极电泳处理。
本实施例中，优选的，所述S2中氮气的纯度为99.9992％。
本实施例中，优选的，所述S6中的铝合金箔的厚度为0.18mm、宽度为950mm。
本实施例中，优选的，所述S7中的切缝长度为16mm，相邻切缝间距为3mm和6mm。
本实施例中，优选的，所述S8中金属阳极氧化的步骤为：将待氧化的阻隔防爆材料放置在25%硫酸水池中，阳极连接待氧化的阻隔防爆材料，阴极连接不产生离子的不锈钢板，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为36V。
本实施例中，优选的，所述S8中阳极电泳处理的步骤为：将待阳极电泳的阻隔防爆材料放置在电泳槽内，电泳槽内为可溶于水导电的电泳液，阳极连接待电泳的阻隔防爆材料，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为36V。
实施例6
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种阻隔防爆材料的制造工艺，包括以下步骤：
S1.原料混合：将各金属单质混合后加热至750℃，使全部金属成液态，并保持温度1.5小时，在700r/min的转速下搅拌30min，使各金属均匀分散于熔融液相中；
S2.除气：在S1搅拌均匀后，向S1中的液体中加入氮气和六氯乙烷进行除气；
S3.粗轧：将S2处理后的液体引入铸轧机铸轧成坯料，且在此过程中，将辊体内腔的冷却水进水温度控制在21.5℃、出水温度控制在30℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.007Mpa，轧制出5mm的板坯；
S4.中间轧制：将S3中的板坯用冷轧机组进行再次轧制，至厚度2.5mm时，将其送入退火炉内，加热至380℃、保温2.5小时后，继续加热至590℃、保温19小时，进行均匀化退火；然后继续在冷轧机内冷轧至0.50mm，再次将其送入退火炉内，加热至480℃、保温6小时后，降温至370℃、保温8小时，进行中间退火；然后继续轧制成厚度为0.2mm作为铝箔毛料；
S5.热处理：将S4中的铝箔毛料加温到580℃，保温8分钟，急速冷却到常温，高温烘干；
S6.精轧：用对辊轧机轧制到要求的厚度，经过分切、整形达到要求的宽度铝合金箔；
S7.材料成型：将S6所得的铝合金箔经过切网机构切缝整形后，拉网扩展为铝箔网，将铝箔网叠制成型，得到网状阻隔防爆材料。
S8.表面处理：将S7中处理后的材料表面进行金属阳极氧化和阳极电泳处理。
本实施例中，优选的，所述S2中氮气的纯度为大于或等于99.9995％。
本实施例中，优选的，所述S6中的铝合金箔的厚度为0.10mm、宽度为450mm。
本实施例中，优选的，所述S7中的切缝长度为12mm，相邻切缝间距为2mm和4mm。
本实施例中，优选的，所述S8中金属阳极氧化的步骤为：将待氧化的阻隔防爆材料放置在20%硫酸水池中，阳极连接待氧化的阻隔防爆材料，阴极连接不产生离子的不锈钢板，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为24V。
本实施例中，优选的，所述S8中阳极电泳处理的步骤为：将待阳极电泳的阻隔防爆材料放置在电泳槽内，电泳槽内为可溶于水导电的电泳液，阳极连接待电泳的阻隔防爆材料，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为24V。

Claims (10)

1.一种阻隔防爆材料，其特征在于：包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.4～0.8％、Fe 0.4～1.0％、Cu 0.2～0.4％、Mn 0.3～0.7％、Zn 0.1～0.25％、Ti 0.1～0.2％、Mg 0.8～1.2％、Cr：0.03～0.4％、Zr 0.05～0.15％、Sc 0.1～0.3％、Ni 0.1～0.3％，Al为余量。
2.根据权利要求1所述的一种阻隔防爆材料，其特征在于：包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.5～0.7％、Fe 0.5～0.9％、Cu 0.25～0.35％、Mn 0.4～0.6％、Zn 0.15～0.2％、Ti 0.14～0.18％、Mg 0.9～1.1％、Cr：0.1～0.3％、Zr 0.08～0.12％、Sc 0.15～0.25％、Ni 0.15～0.25％，Al为余量。
3.根据权利要求2所述的一种阻隔防爆材料，其特征在于：包括以下质量百分比的组成成分：Si：0.6％、Fe 0.7％、Cu 0.3％、Mn 0.5％、Zn 0.18％、Ti 0.16％、Mg 1.0％、Cr：0.2％、Zr 0.1％、Sc 0.2％、Ni 0.2％，Al为余量。
4.一种阻隔防爆材料的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.原料混合：将各金属单质混合后加热至700～800℃，使全部金属成液态，并保持温度1～2小时，在500～1000r/min的转速下搅拌20～40min，使各金属均匀分散于熔融液相中；
S2.除气：在S1搅拌均匀后，向S1中的液体中加入氮气和六氯乙烷进行除气；
S3.粗轧：将S2处理后的液体引入铸轧机铸轧成坯料，且在此过程中，将辊体内腔的冷却水进水温度控制在21～22℃、出水温度控制在29～31℃，辊缝间铝熔体静压力控制在0.006～0.008Mpa，轧制出4～6mm的板坯；
S4.中间轧制：将S3中的板坯用冷轧机组进行再次轧制，至厚度2～3mm时，将其送入退火炉内，加热至360～400℃、保温2～3小时后，继续加热至580～600℃、保温18～20小时，进行均匀化退火；然后继续在冷轧机内冷轧至0.40～0.60mm，再次将其送入退火炉内，加热至460～500℃、保温5～7小时后，降温至350～400℃、保温7～9小时，进行中间退火；然后继续轧制成厚度为0.1～0.3mm作为铝箔毛料；
S5.热处理：将S4中的铝箔毛料加温到560～600℃，保温6～10分钟，急速冷却到常温，高温烘干；
S6.精轧：用对辊轧机轧制到要求的厚度，经过分切、整形达到要求的宽度铝合金箔；
S7.材料成型：将S6所得的铝合金箔经过切网机构切缝整形后，拉网扩展为铝箔网，将铝箔网叠制成型，得到网状阻隔防爆材料。
5.S8.表面处理：将S7中处理后的材料表面进行金属阳极氧化和阳极电泳处理。
6.根据权利要求4所述的一种阻隔防爆材料的制造工艺，其特征在于：所述S2中氮气的纯度为99.99～99.999％。
7.根据权利要求4所述的一种阻隔防爆材料的制造工艺，其特征在于：所述S6中的铝合金箔的厚度为0.08～0.18mm、宽度为30～950mm。
8.根据权利要求4所述的一种阻隔防爆材料的制造工艺，其特征在于：所述S7中的切缝长度为9～16mm，相邻切缝间距为1～3mm和2～6mm。
9.根据权利要求4所述的一种阻隔防爆材料的制造工艺，其特征在于：所述S8中金属阳极氧化的步骤为：将待氧化的阻隔防爆材料放置在15～25%硫酸水池中，阳极连接待氧化的阻隔防爆材料，阴极连接不产生离子的不锈钢板，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为12～36V。
10.根据权利要求4所述的一种阻隔防爆材料的制造工艺，其特征在于：所述S8中阳极电泳处理的步骤为：将待阳极电泳的阻隔防爆材料放置在电泳槽内，电泳槽内为可溶于水导电的电泳液，阳极连接待电泳的阻隔防爆材料，在阳极和阴极之间接直流电源，直流电压为12～36V。
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