CN112575210A - 一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铝合金技术领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，包括预处理、熔炼浇注、覆层固溶、冷却凝固和时效；其中铝合金原料包括以下重量份的组分：Al85‑95份、Zn1.5‑2.6份、Mg1.2‑2.1份、Cu0.3‑1.2份、Cr0.08‑0.32份和Si0.12‑0.24份；由于铝合金材料在固溶过程中的冷却速度难以达到理想速度，继而削弱了铝合金材料所能够提升的性能；故此，本发明通过设置的覆层辊，将其温度维持在铝合金材料熔点与常温的参数之间，为起改性作用添加的钴、镍与钛元素削弱了其内部原子结构的连接性，并减缓了铝合金材料的固溶过程，促进铝合金材料与改性作用的钴、镍和钛元素间的融合性，进而改善了高强度铝合金的制备工艺，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。

Description

一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺。
背景技术
高强度耐蚀铝合金是指利用快速凝固技术制备的新型铝合金，在Al-Zn-Mg-Cu铝合金的基础上通过快凝工艺加入Co，Ni和Zr等元素大幅度提高合金的强度和耐蚀性能，快速凝固过程通常是由液相到固相的相变过程进行得非常快，金属或者合金的熔体急剧凝固成微晶、准晶和非晶态的过程；因其耐腐蚀性能优异的特点，从而在航天、航空、汽车等领域得到了广泛应用。
在汽车铝合金构件的生产中，铝合金的高强度耐腐蚀性能需要进行快速冷却，将功效性的钴、镍和钛元素混合起来，铝合金的金属熔体通过挤出模具中的喷嘴挤出到旋转的覆层辊表面，连续形成熔融态的铝合金带层并冷却凝固成型，其中覆层辊的表面上附着有覆层合金液，使覆层辊上的覆层合金液融合至铝合金带层的表面，覆层合金液中含有改性功能的钴、镍和钛元素，而改性的钴、镍和钛等元素相比于铝合金具有更高的熔点温度，使覆层合金液在添加至铝合金带上的快速冷却过程受到限制，且铝合金材料在固溶过程中的冷却速度难以达到理想速度，继而削弱了铝合金材料所能够提升的性能。
现有技术中也出现了一些关于高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的技术方案，如申请号为201510628002X的一项中国专利公开了一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺及高强度耐腐蚀铝合金，高强度耐腐蚀铝合金是由高强度耐腐蚀铝合金原料加工而成；该技术方案的高强度耐腐蚀铝合金原料的重量百分比组成为：0.45-0.60重量百分比的硅、0-0.25重量百分比的铁、0.40-0.50重量百分比的铜、1.2-1.45重量百分比的锰、0-0.04重量百分比的镁、0-0.04重量百分比的铬、0-0.05重量百分比的锌、及余为铝；但是该技术方案中未解决增强铝合金性能的铬元素在快速冷却工序中的状态，过高的膜层厚度会影响到冷却的速度，且难以控制铬元素分布在成型的汽车结构件上，限制了制备出铝合金结构件的性能。
鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明据此提出了一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，采用了特殊的水性防锈剂及其制备方法，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，通过设置的覆层辊，将其温度维持在铝合金材料熔点与常温的参数之间，为起改性作用添加的钴、镍与钛元素削弱了其内部原子结构的连接性，并减缓了铝合金材料的固溶过程，促进铝合金材料与改性作用的钴、镍和钛元素间的融合性，进而改善了高强度铝合金的制备工艺，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
本发明所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，该工艺步骤如下：
S1、预处理：将铝合金原料加工至最大尺寸不超过35mm的立方体，并对其表面进行喷砂处理，再经去离子水清洗后，放置在无水乙醇的溶液中进行超声清洗6-9min；通过对铝合金原料表面进行的喷砂及清洗，促进其在后道熔炼工序中转化的热融状态效果；
S2、熔炼浇注：将S1中预处理完成的铝合金原料风干后，加入熔炼炉中，控制熔炼的温度在700-750℃，然后将其温度降低至680-710℃的稳定状态进行铝合金液的浇注；
S3、覆层固溶：把S2中浇注的铝合金液通过挤出模具中的扁平喷嘴挤出到覆层辊的表面，其扁平喷嘴的厚度为2-3mm，并控制覆层辊的温度处于470-490℃，且转速维持在3-6r/s的范围内，使覆层辊上预设有钛元素的覆层合金液添加至固溶过程的铝合金带层上；通过控制覆层辊的温度和转速，确保添加的覆层合金液脱离覆层辊转移至铝合金层上，稳定覆层固溶的工序质量；
S4、冷却凝固：在S3中的合金液经覆层辊固溶后，被转移至冷却辊上，控制冷却辊的温度在40℃以下，使其上经过的铝合金层温度降低下来；通过覆层辊的温度控制，降低了冷却辊对铝合金材料所需的热量吸附作用，进而提升了对铝合金材料的冷却速度与效果；
S5、时效：当S4中的合金液凝固成型后，继续静置3-6h，使其散去表面的余热并自然冷却于室温状态，然后将其重新升温至120-150℃并持续24h以上后，进行风冷获得所需的铝合金成品；通过控制时效工序中升温的维持时间，确保对铝合金材料内应力消散作用的效果；
其中，S1中的铝合金原料包括以下重量份的组分：Al85-95份、Zn1.5-2.6份、Mg1.2-2.1份、Cu0.3-1.2份、Cr0.08-0.32份和Si0.12-0.24份；并控制铝合金在喷砂处理后的表面粗糙度大于80μm；使用时，铝合金的高强度耐腐蚀性能需要进行快速冷却，将功效性的钴、镍和钛元素混合起来，改善铝合金材料的性能，由于改性的钴、镍和钛等元素相比于铝合金具有更高的熔点温度，使得铝合金材料在快速冷却过程中的添加量受限制，且铝合金材料在固溶过程中的冷却速度难以达到理想速度，继而削弱了铝合金材料所能够提升的性能；因此，本发明通过设置的覆层辊，将其温度维持在铝合金材料熔点与常温的参数之间，为起改性作用添加的钴、镍与钛元素削弱了其内部原子结构的连接性，并减缓了铝合金材料的固溶过程，促进铝合金材料与改性作用的钴、镍和钛元素间的融合性，进而改善了高强度铝合金的制备工艺，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
优选的，所述覆层固溶工序中的覆层辊下方还设置有用于盛放覆层金属液的加热皿；所述覆层辊的底部浸入加热皿中，并通过覆层辊的转动使覆层金属液附着在其辊面上；所述覆层金属液为含有钛元素的合金液，通过覆层辊附着在固溶状态的铝合金表面后，使得铝合金材料中的钛元素的重量份为0.08-0.14份；使用时，铝合金在其表面形成氧化铝膜层的硬度有限，难以承受汽车整体结构在运行中受到应力疲劳的破坏，会对氧化铝曾造成损耗并重新耗费铝合金的材料生成新的氧化铝膜；通过设置的覆层辊，将加热皿中填充含有钛元素的合金液经转动粘附添加至固溶的铝合金材料表面，利用含钛元素合金的高硬度性能保持铝合金材料表层结构的稳定，且钛合金具有优良的强度质量比，匹配于铝合金材料的强度质量特性，维持铝合金材料所制成结构的轻量化要求，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
优选的，所述覆层辊的上方还设有对位的压辊，压辊的上方设有相同盛放有覆层金属液的加热皿，加热皿通过将其中的覆层金属液倾倒至压辊上，使其在压辊与覆层辊的相互作用下转移粘附至铝合金的上表面中；使用时，覆层辊仅能对固溶铝合金的单侧表面进行钛元素合金液的添加；通过设置在上方的压辊，向铝合金另一侧表面上添加含钛元素的合金液，并利用压辊与覆层辊间的相互作用，控制对其中固溶铝合金材料的作用力，并调节添加的含钛元素合金液在铝合金材料上的附着状态，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
优选的，所述预处理工序中的铝合金原料在风干完成后，将其加入至硝酸锌溶液中，并在60-90℃范围内进行温度循环的水浴加热，将铝合金原料中的锌元素含量所占的重量份提升至7.5-9.5份；使用时，用于汽车中的铝合金结构件表面在粘附到环境中水分及污染物的复合作用下，仍会破坏其表面形成氧化铝膜层，继而干扰到结构件的应用效果；通过在铝合金材料预处理完成后加入硝酸锌溶液中反应生成锌-铝复合层，替代氧化铝保护在铝合金材料的表面，利用锌-铝复合层更佳的耐腐蚀性能，来确保汽车结构件中应用铝合金材料的稳定性，达到铝合金材料所需的结构性作用，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
优选的，所述时效工序中，在铝合金风冷完成后，再将其重新升温至180-200℃并持续50-80min，通过水冷至室温，然后继续恢复升温至120-150℃，持续24h以上，并控制时效工序中两次升温至120-150℃的持续时间相同，获得多次时效的铝合金材料；使用时，铝合金通过时效处理降低其在冷却凝固过程中产生的内应力影响，来稳定其制成结构件的形变量，同时增加其强度性能，但其在应用至汽车结构件中，会受到运行过程中环境的雨水及汽车内部油污的影响；通过对铝合金材料进行多次时效处理，在其过程中能够增加表面锌-铝复合层材料的致密度，进而强化其材料的耐腐蚀性能，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
优选的，所述铝合金成品在加工过程中，将经单次时效处理的铝合金材料作为中间层，并在中间层的两侧添加有经多次时效处理的铝合金材料作为外包层，最终成型为所需的结构件；使用时，经单次时效处理的铝合金具有较高的强度，经多次时效处理的铝合金具有优异的耐腐蚀性能，但其强度较低不足以作为汽车的结构件来使用；通过将单次时效的高强度铝合金作为中间层，配合多次时效的高耐腐蚀性铝合金作为外包层，满足了结构件所需的强度要求，并增强了结构件在复杂环境中的耐久性，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过设置的覆层辊，将其温度维持在铝合金材料熔点与常温的参数之间，为起改性作用添加的钴、镍与钛元素削弱了其内部原子结构的连接性，并减缓了铝合金材料的固溶过程，促进铝合金材料与改性作用的钴、镍和钛元素间的融合性，进而改善了高强度铝合金的制备工艺。
2.本发明通过设置的覆层辊，将加热皿中填充含有钛元素的合金液经转动粘附添加至固溶的铝合金材料表面，保持铝合金材料表层结构的稳定；在铝合金材料的表面生成锌-铝复合层替代氧化铝膜，确保汽车结构件中应用铝合金材料的稳定性；对铝合金材料进行多次时效处理，在其过程中能够增加表面锌-铝复合层材料的致密度，进而强化其材料的耐腐蚀性能；将单次时效的高强度铝合金作为中间层，配合多次时效的高耐腐蚀性铝合金作为外包层，并增强了铝合金结构件在复杂环境中的耐久性。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明中高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的流程图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示,本发明所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，该工艺步骤如下：
S1、预处理：将铝合金原料加工至最大尺寸不超过35mm的立方体，并对其表面进行喷砂处理，再经去离子水清洗后，放置在无水乙醇的溶液中进行超声清洗6-9min；通过对铝合金原料表面进行的喷砂及清洗，促进其在后道熔炼工序中转化的热融状态效果；
S2、熔炼浇注：将S1中预处理完成的铝合金原料风干后，加入熔炼炉中，控制熔炼的温度在700-750℃，然后将其温度降低至680-710℃的稳定状态进行铝合金液的浇注；
S3、覆层固溶：把S2中浇注的铝合金液通过挤出模具中的扁平喷嘴挤出到覆层辊的表面，其扁平喷嘴的厚度为2-3mm，并控制覆层辊的温度处于470-490℃，且转速维持在3-6r/s的范围内，使覆层辊上预设有钛元素的覆层合金液添加至固溶过程的铝合金带层上；；通过控制覆层辊的温度和转速，确保添加的覆层合金液脱离覆层辊转移至铝合金层上，稳定覆层固溶的工序质量；
S4、冷却凝固：在S3中的合金液经覆层辊固溶后，被转移至冷却辊上，控制冷却辊的温度在40℃以下，使其上经过的铝合金层温度降低下来；通过覆层辊的温度控制，降低了冷却辊对铝合金材料所需的热量吸附作用，进而提升了对铝合金材料的冷却速度与效果；
S5、时效：当S4中的合金液凝固成型后，继续静置3-6h，使其散去表面的余热并自然冷却于室温状态，然后将其重新升温至120-150℃并持续24h以上后，进行风冷获得所需的铝合金成品；通过控制时效工序中升温的维持时间，确保对铝合金材料内应力消散作用的效果；
其中，S1中的铝合金原料包括以下重量份的组分：Al85-95份、Zn1.5-2.6份、Mg1.2-2.1份、Cu0.3-1.2份、Cr0.08-0.32份和Si0.12-0.24份；并控制铝合金在喷砂处理后的表面粗糙度大于80μm；使用时，铝合金的高强度耐腐蚀性能需要进行快速冷却，将功效性的钴、镍和钛元素混合起来，改善铝合金材料的性能，由于改性的钴、镍和钛等元素相比于铝合金具有更高的熔点温度，使得铝合金材料在快速冷却过程中的添加量受限制，且铝合金材料在固溶过程中的冷却速度难以达到理想速度，继而削弱了铝合金材料所能够提升的性能；因此，本发明通过设置的覆层辊，将其温度维持在铝合金材料熔点与常温的参数之间，为起改性作用添加的钴、镍与钛元素削弱了其内部原子结构的连接性，并减缓了铝合金材料的固溶过程，促进铝合金材料与改性作用的钴、镍和钛元素间的融合性，进而改善了高强度铝合金的制备工艺，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述覆层固溶工序中的覆层辊下方还设置有用于盛放覆层金属液的加热皿；所述覆层辊的底部浸入加热皿中，并通过覆层辊的转动使覆层金属液附着在其辊面上；所述覆层金属液为含有钛元素的合金液，通过覆层辊附着在固溶状态的铝合金表面后，使得铝合金材料中的钛元素的重量份为0.08-0.14份；使用时，铝合金在其表面形成氧化铝膜层的硬度有限，难以承受汽车整体结构在运行中受到应力疲劳的破坏，会对氧化铝曾造成损耗并重新耗费铝合金的材料生成新的氧化铝膜；通过设置的覆层辊，将加热皿中填充含有钛元素的合金液经转动粘附添加至固溶的铝合金材料表面，利用含钛元素合金的高硬度性能保持铝合金材料表层结构的稳定，且钛合金具有优良的强度质量比，匹配于铝合金材料的强度质量特性，维持铝合金材料所制成结构的轻量化要求，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述覆层辊的上方还设有对位的压辊，压辊的上方设有相同盛放有覆层金属液的加热皿，加热皿通过将其中的覆层金属液倾倒至压辊上，使其在压辊与覆层辊的相互作用下转移粘附至铝合金的上表面中；使用时，覆层辊仅能对固溶铝合金的单侧表面进行钛元素合金液的添加；通过设置在上方的压辊，向铝合金另一侧表面上添加含钛元素的合金液，并利用压辊与覆层辊间的相互作用，控制对其中固溶铝合金材料的作用力，并调节添加的含钛元素合金液在铝合金材料上的附着状态，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述预处理工序中的铝合金原料在风干完成后，将其加入至硝酸锌溶液中，并在60-90℃范围内进行温度循环的水浴加热，将铝合金原料中的锌元素含量所占的重量份提升至7.5-9.5份；使用时，用于汽车中的铝合金结构件表面在粘附到环境中水分及污染物的复合作用下，仍会破坏其表面形成氧化铝膜层，继而干扰到结构件的应用效果；通过在铝合金材料预处理完成后加入硝酸锌溶液中反应生成锌-铝复合层，替代氧化铝保护在铝合金材料的表面，利用锌-铝复合层更佳的耐腐蚀性能，来确保汽车结构件中应用铝合金材料的稳定性，达到铝合金材料所需的结构性作用，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述时效工序中，在铝合金风冷完成后，再将其重新升温至180-200℃并持续50-80min，通过水冷至室温，然后继续恢复升温至120-150℃，持续24h以上，并控制时效工序中两次升温至120-150℃的持续时间相同，获得多次时效的铝合金材料；使用时，铝合金通过时效处理降低其在冷却凝固过程中产生的内应力影响，来稳定其制成结构件的形变量，同时增加其强度性能，但其在应用至汽车结构件中，会受到运行过程中环境的雨水及汽车内部油污的影响；通过对铝合金材料进行多次时效处理，在其过程中能够增加表面锌-铝复合层材料的致密度，进而强化其材料的耐腐蚀性能，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述铝合金成品在加工过程中，将经单次时效处理的铝合金材料作为中间层，并在中间层的两侧添加有经多次时效处理的铝合金材料作为外包层，最终成型为所需的结构件；使用时，经单次时效处理的铝合金具有较高的强度，经多次时效处理的铝合金具有优异的耐腐蚀性能，但其强度较低不足以作为汽车的结构件来使用；通过将单次时效的高强度铝合金作为中间层，配合多次时效的高耐腐蚀性铝合金作为外包层，满足了结构件所需的强度要求，并增强了结构件在复杂环境中的耐久性，从而提升了高强度耐腐蚀铝合金制备工艺的应用效果。
使用时，通过设置的覆层辊，将其温度维持在铝合金材料熔点与常温的参数之间，为起改性作用添加的钴、镍与钛元素削弱了其内部原子结构的连接性，并减缓了铝合金材料的固溶过程，促进铝合金材料与改性作用的钴、镍和钛元素间的融合性，进而改善了高强度铝合金的制备工艺；设置的覆层辊，将加热皿中填充含有钛元素的合金液经转动粘附添加至固溶的铝合金材料表面，利用含钛元素合金的高硬度性能保持铝合金材料表层结构的稳定，且钛合金具有优良的强度质量比，匹配于铝合金材料的强度质量特性，维持铝合金材料所制成结构的轻量化要求；设置在上方的压辊，向铝合金另一侧表面上添加含钛元素的合金液，并利用压辊与覆层辊间的相互作用，控制对其中固溶铝合金材料的作用力，并调节添加的含钛元素合金液在铝合金材料上的附着状态；在铝合金材料预处理完成后加入硝酸锌溶液中反应生成锌-铝复合层，替代氧化铝保护在铝合金材料的表面，利用锌-铝复合层更佳的耐腐蚀性能，来确保汽车结构件中应用铝合金材料的稳定性，达到铝合金材料所需的结构性作用；对铝合金材料进行多次时效处理，在其过程中能够增加表面锌-铝复合层材料的致密度，进而强化其材料的耐腐蚀性能；将单次时效的高强度铝合金作为中间层，配合多次时效的高耐腐蚀性铝合金作为外包层，满足了结构件所需的强度要求，并增强了结构件在复杂环境中的耐久性。
向汽车结构件的生产厂家提供本发明的高强度耐腐蚀铝合金制备工艺，并分别生产出不同的铝合金材料，将其应用于不同的成型加工方法中制成汽车结构件，对其进行老化实验后再接着进行强度测试；分别使用本发明中单次时效处理的铝合金成品制成的结构件、本发明中多次时效处理的铝合金成品制成的结构件、本发明中外包层加中间层的铝合金成品制成的结构件以及原厂生产的铝合金原料制成的结构件，记录对结构件在老化实验后的质量变化，以及在不同变形状态下所能承受的应力冲击值大小；
实验组1、使用本发明中单次时效处理的铝合金成品制成的结构件：
Figure BDA0002804298730000081
实验组2、使用本发明中多次时效处理的铝合金成品制成的结构件：
Figure BDA0002804298730000082
实验组3、使用本发明中外包层加中间层的铝合金成品制成的结构件：
Figure BDA0002804298730000083
实验组4、使用原厂生产的铝合金原料制成的结构件：
Figure BDA0002804298730000091
由上述实验组记录结果发现，使用本发明中单次时效处理的铝合金成品制成的结构件、多次时效处理的铝合金成品制成的结构件、外包层加中间层的铝合金成品制成的结构件以及原厂生产的铝合金原料制成的结构件，对结构件在老化实验及应力测试中都有不同的结果；以其中原厂生产的铝合金原料制成的结构件作为参照，其中使用本发明中单次时效处理的铝合金成品制成的结构件，其抗老化及应力冲击力承受性能都有所降低；使用本发明中多次时效处理的铝合金成品制成的结构件，其抗老化能力有所增强，但其抗应力作用受到进一步的削弱；使用本发明中外包层加中间层的铝合金成品制成的结构件，其抗老化性能被改善的同时，维持了其抗应力性能的水平；继而可以发现本发明中外包层加中间层的铝合金成品制成的结构件在抗老化及应力承受性能方面具有最佳的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，其特征在于，该工艺步骤如下：
S1、预处理：将铝合金原料加工至最大尺寸不超过35mm的立方体，并对其表面进行喷砂处理，再经去离子水清洗后，放置在无水乙醇的溶液中进行超声清洗6-9min；
S2、熔炼浇注：将S1中预处理完成的铝合金原料风干后，加入熔炼炉中，控制熔炼的温度在700-750℃，然后将其温度降低至680-710℃的稳定状态进行铝合金液的浇注；
S3、覆层固溶：把S2中浇注的铝合金液通过挤出模具中的扁平喷嘴挤出到覆层辊的表面，其扁平喷嘴的厚度为2-3mm，并控制覆层辊的温度处于470-490℃，且转速维持在3-6r/s的范围内，使覆层辊上预设有钛元素的覆层合金液添加至固溶过程的铝合金带层上；
S4、冷却凝固：在S3中的合金液经覆层辊固溶后，被转移至冷却辊上，控制冷却辊的温度在40℃以下，使其上经过的铝合金层温度降低下来；
S5、时效：当S4中的合金液凝固成型后，继续静置3-6h，使其散去表面的余热并自然冷却于室温状态，然后将其重新升温至120-150℃并持续24h以上后，进行风冷获得所需的铝合金成品；
其中，S1中的铝合金原料包括以下重量份的组分：Al85-95份、Zn1.5-2.6份、Mg1.2-2.1份、Cu0.3-1.2份、Cr0.08-0.32份和Si0.12-0.24份；并控制铝合金在喷砂处理后的表面粗糙度大于80μm。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，其特征在于：所述覆层固溶工序中的覆层辊下方还设置有用于盛放覆层金属液的加热皿；所述覆层辊的底部浸入加热皿中，并通过覆层辊的转动使覆层金属液附着在其辊面上；所述覆层金属液为含有钛元素的合金液，通过覆层辊附着在固溶状态的铝合金表面后，使得铝合金材料中的钛元素的重量份为0.08-0.14份。
3.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，其特征在于：所述覆层辊的上方还设有对位的压辊，压辊的上方设有相同盛放有覆层金属液的加热皿，加热皿通过将其中的覆层金属液倾倒至压辊上，使其在压辊与覆层辊的相互作用下转移粘附至铝合金的上表面中。
4.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，其特征在于：所述预处理工序中的铝合金原料在风干完成后，将其加入至硝酸锌溶液中，并在60-90℃范围内进行温度循环的水浴加热，将铝合金原料中的锌元素含量所占的重量份提升至7.5-9.5份。
5.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，其特征在于：所述时效工序中，在铝合金风冷完成后，再将其重新升温至180-200℃并持续50-80min，通过水冷至室温，然后继续恢复升温至120-150℃，持续24h以上，并控制时效工序中两次升温至120-150℃的持续时间相同，获得多次时效的铝合金材料。
6.根据权利要求5所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的制备工艺，其特征在于：所述铝合金成品在加工过程中，将经单次时效处理的铝合金材料作为中间层，并在中间层的两侧添加有经多次时效处理的铝合金材料作为外包层，最终成型为所需的结构件。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08176764A (ja) * 1994-12-27 1996-07-09 Sky Alum Co Ltd 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法
CN103389000A (zh) * 2012-05-10 2013-11-13 美铝公司 多层铝合金板产品、用于热交换器的管的板产品及其制造方法
CN103993255A (zh) * 2014-05-12 2014-08-20 同济大学 一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法
CN106591761A (zh) * 2015-10-14 2017-04-26 上海宝钢工业技术服务有限公司 耐熔融金属浸蚀复合涂层的制备方法
CN110438421A (zh) * 2019-08-09 2019-11-12 广东工业大学 一种铝合金材料及铝合金固溶处理+pvd涂层同步强化方法
CN110945087A (zh) * 2017-07-31 2020-03-31 诺维尔里斯公司 预处理组合物、经涂覆的铝合金及其制作方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08176764A (ja) * 1994-12-27 1996-07-09 Sky Alum Co Ltd 成形加工用アルミニウム合金板の製造方法
CN103389000A (zh) * 2012-05-10 2013-11-13 美铝公司 多层铝合金板产品、用于热交换器的管的板产品及其制造方法
CN103993255A (zh) * 2014-05-12 2014-08-20 同济大学 一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法
CN106591761A (zh) * 2015-10-14 2017-04-26 上海宝钢工业技术服务有限公司 耐熔融金属浸蚀复合涂层的制备方法
CN110945087A (zh) * 2017-07-31 2020-03-31 诺维尔里斯公司 预处理组合物、经涂覆的铝合金及其制作方法
CN110438421A (zh) * 2019-08-09 2019-11-12 广东工业大学 一种铝合金材料及铝合金固溶处理+pvd涂层同步强化方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《世界汽车车身技术及轻量化技术发展研究》编委会: "《世界汽车车身技术及轻量化技术发展研究》", 31 July 2019, 北京理工大学出版社 *

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