CN113122786A - 免漆铝合金产品的防腐处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金热处理工艺技术领域，公开了一种免漆铝合金产品的防腐处理方法，包括：挤压工序、淬火工序、风冷及喷雾工序；其中：挤压工序为将待挤压铝合金铸棒加热至500±5℃后，挤压成铝合金型材；淬火工序为对所述铝合金型材在≥520°的温度下进行淬火，形成淬火后的铝合金型材；风冷及喷雾工序为将淬火后的铝合金型材经风冷降温后，再经喷雾冷却形成一层氢氧化铝水合物。与相关技术相比，利用本发明一种免漆铝合金产品的防腐处理方法生产铝合金产品，降低了铝合金产品耐腐蚀性对铝合金材料本身纯净度的要求，从而降低了生产成本；本发明通过分段冷却及可控热处理，既满足了性能要求又提升了表面的耐腐蚀性，提高了铝型材产品的耐候性。

Description

免漆铝合金产品的防腐处理方法
技术领域
本发明属于铝合金热处理工艺技术领域，具体涉及一种免漆铝合金产品的防腐处理方法。
背景技术
采用铝合金型材制作产品时，需考虑铝合金型材的防腐性能。比如，在全铝厢车中，厢体厢板均为铝合金材料制成。相关技术中，为了实现铝合金板的防腐，采用的方式为：先采用拉丝或钢刷将表面均匀打磨粗糙，表面均匀喷涂底漆防腐后再喷涂面漆。该技术的不足在于，采用油漆涂装防腐的方案提高了厢车的成本。此外，为了实现铝合金板的防腐，相关技术中还采用重金属盐浸泡钝化处理的方式，如中国专利申请号201910161035.6公开了一种铝型材表面处理工艺，包括：铝型材表面预处理、铝型材浸泡处理、铝型材烘干处理、铝型材钝化处理、铝型材喷涂处理、铝型材固化处理。在钝化处理步骤中使用的钝化液为重量分数比为15：3：2：2的水性聚氨酯、硝酸铈、氟化钠和重铬酸钠，在喷涂处理步骤中使用的面漆为铝型材用聚氨酯木纹粉末涂料。该技术的不足在于，该方法工序更复杂，成本更高。
因此，实有必要提供一种新的免漆铝合金产品的防腐处理方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：如何在较低成本条件下，免喷涂油漆提升铝材本身的防腐性能，从而改善未进行喷漆处理的铝合金产品在使用过程中的腐蚀问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种免漆铝合金产品的防腐处理方法，包括：
挤压工序：将待挤压铝合金铸棒加热至500±5℃后，挤压成铝合金型材；
淬火工序：对所述铝合金型材在≥520°的温度下进行淬火，形成淬火后的铝合金型材；
风冷及喷雾工序：将淬火后的铝合金型材经风冷降温至100-130℃后，再经过喷雾冷却至60-80℃，经喷雾冷却后的铝合金型材表面形成一层氢氧化铝水合物，该铝合金型材设为第一防腐态铝合金型材。
优选的，所述风冷及喷雾工序之后还包括：
欠时效工序：将所述第一防腐态铝合金型材在175±5℃的温度下，保温7±0.5h，完成欠时效处理，得到第二防腐态铝合金型材。
优选的，所述欠时效工序之后还包括：
模拟淋雨工序：对所述第二防腐态铝合金型材进行0.4-0.6h的模拟淋雨，形成第三防腐态铝合金型材。
优选的，所述欠时效工序结束到所述模拟淋雨工序开始的时间间隔＜48h。
优选的，所述欠时效工序之后和所述人工淋雨工序之前还包括：机加工序：所述机加工序包括对所述第二防腐态铝合金型材进行锯切、加工、组装和焊接，形成铝合金产品。
优选的，所述挤压工序之前还包括：
铸造工序：利用原料铸造形成铝合金铸棒；
均质工序：将所述铝合金铸棒在570±10℃的温度下保温6-8h，完成均质，得到均质后的铝合金铸棒；
组合冷却工序：所述冷却工序包括将所述均质后的铝合金铸棒进行20-40min的风冷后，再进行0.5-1.5h的水冷，得到均质冷却后的铝合金铸棒，所述均质冷却后的铝合金铸棒作为所述挤压工序中的所述待挤压铝合金铸棒。
优选的，用单一冷却工序代替所述组合冷却工序，所述单一冷却工序包括：将所述均质后的铝合金铸棒进行0.5-1.5h的水冷，得到均质冷却后的铝合金铸棒。
优选的，所述风冷及喷雾工序中，喷雾工序中的喷雾作业为正对所述淬火后的铝合金型材的至少一个工作面进行的。
优选的，所述组合冷却工序中的水冷时的水流量，大于所述单一冷却工序中的水冷时的水流量。
优选的，所述待挤压铝合金铸棒为6系铝合金。
与相关技术相比，利用本发明一种免漆铝合金产品的防腐处理方法生产铝合金产品，降低了铝合金产品耐腐蚀性对铝合金材料本身纯净度的要求，从而降低了生产成本；本发明通过分段冷却及可控热处理，既满足了性能要求又提升了表面的耐腐蚀性，提高了铝型材产品的耐候性。
附图说明
图1为第一组改善样(利用本发明进行表面处理的样品)与常规样(未利用本发明进行表面处理的样品)同时在户外露天存放2个月后表面腐蚀情况对比图；
图2为第二组改善样(利用本发明进行表面处理的样品)与常规样(未利用本发明进行表面处理的样品)同时在户外露天存放2个月后表面腐蚀情况对比图。
图中：11改善样一，12常规样一，改善样二21，常规样二22。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
本发明提供一种免漆铝合金产品的防腐处理方法，包括：
铸造工序：利用原料铸造形成铝合金铸棒。
均质工序：将所述铝合金铸棒在570±10℃的温度下保温6-8h，完成均质，得到均质后的铝合金铸棒。
组合冷却工序：所述冷却工序包括将所述均质后的铝合金铸棒进行20-40min的风冷后，再进行0.5-1.5h的水冷，得到均质冷却后的铝合金铸棒，所述均质冷却后的铝合金铸棒作为所述挤压工序中的所述待挤压铝合金铸棒。或用单一冷却工序代替所述组合冷却工序，所述单一冷却工序包括：将所述均质后的铝合金铸棒进行0.5-1.5h的水冷，得到均质冷却后的铝合金铸棒。所述组合冷却工序中的水冷时的水流量，大于所述单一冷却工序中的水冷时的水流量。
挤压工序：将待挤压铝合金铸棒加热至500±5℃后，挤压成铝合金型材。具体地，所述待挤压铝合金铸棒为6系铝合金。
淬火工序：对所述铝合金型材在≥520°的温度下进行淬火，形成淬火后的铝合金型材。
风冷及喷雾工序：将淬火后的铝合金型材经风冷降温至100-130℃后，再经过喷雾冷却至60-80℃，经喷雾冷却后的铝合金型材表面形成一层氢氧化铝水合物，该铝合金型材设为第一防腐态铝合金型材。具体地，喷雾工序中的喷雾作业为正对所述淬火后的铝合金型材的至少一个工作面进行的。
欠时效工序：将所述第一防腐态铝合金型材在175±5℃的温度下，保温7±0.5h，完成欠时效处理，得到第二防腐态铝合金型材。
所述欠时效工序之后和所述人工淋雨工序之前还包括：机加工序：所述机加工序包括对所述第二防腐态铝合金型材进行锯切、加工、组装和焊接，形成铝合金产品。
模拟淋雨工序：对所述第二防腐态铝合金型材进行0.4-0.6h的模拟淋雨，形成第三防腐态铝合金型材。优选的，所述欠时效工序结束到所述模拟淋雨工序开始的时间间隔＜48h。
请参附图1-2，图1和图2分别示出了两组改善样(利用本发明进行表面处理的样品)与常规样(未利用本发明进行表面处理的样品)同时在户外露天存放2个月后表面腐蚀情况对比图；通过对比可知，改善样一11的表面质量明显优于常规样一12，改善样二21的表面质量明显优于常规样二22。说明利用本发明一种免漆铝合金产品的防腐处理方法能有效提供铝合金表面的抗腐蚀性能。
下面具体阐述本发明的发明原理：铝合金厢车侧板为6系铝合金，其中，当Fe含量较高时(比如Fe含量为0.2％～0.25％)，容易导致采用该合金制成的产品抗腐蚀较差，容易产生锈蚀。采用喷涂或铝型材钝化处理的方式，工序复杂成本高。本发明在不通过提纯原材料增加成本的情况下，从材料的点腐蚀和面腐蚀产生的组织结构原因入手，通过充分的热处理和在线水雾氧化辅助处理，利用高温挤压得到的光鲜表面，节省了常规铝型材需表面预处理/浸泡活化的工序，同时利用铝型材淬火后的余热，加速水、空气与铝的化学作用，得到更耐点腐蚀的6系铝合金材料和更致密的表面氧化保护膜，以此来提高铝合金裸厢在户外全天候条件下的耐腐蚀。
下面以生产铝合金厢车侧板为例，具体阐述本发明一种免漆铝合金产品的防腐处理方法中的关键工序控制点：
本发明中免漆铝合金产品的防腐处理方法中，均质工序用于对铝合金进行均匀化处理，比如，采用570℃保温8h，实现铝合金中含Fe相β-AlFeSi向α-AlFeSi的转化，转化率≥80％，
本发明中，组合冷却工序中利用采用强风冷和小水组合冷却的方式，或单一冷却工序中采用大水单独冷却的的方式，均可确保Mg2Si充分固溶后微量均匀析出，以保障后续挤压淬火的固溶度。具体地，需要根据均质后的铝合金铸棒的厚度，选择组合冷却工序或是单一冷却工序。
本发明中，在棒温500±5℃条件下挤压超宽薄壁侧板型材(378*20*1.5mm)，确保淬火前温度≥520℃，由单一强风冷工艺改为强风冷加尾段辅助雾冷淬火方式，使铝型材在经过强风淬火后，达到100-130℃范围，在此条件下采用超细水雾喷淋装置，确保侧板型材的上下表面均能充分与水雾接触。水雾接触型材表面后，受高温而快速挥发，同时又不产生积水而造成表面水渍痕迹。在100-130℃与水雾接触反应后的侧板型材，表面会形成更为致密的水合氧化铝保护膜，较仅经过强风冷淬火后的铝型材，在相同中性盐雾试验条件下，耐腐蚀性提升1倍以上。
本发明中，通过低温长时欠时效状态热处理(175℃7h)，细化Mg2Si强化相的尺寸，在保障侧板性能的前提下，进一步改善铝材可能出现的点腐蚀缺陷，从而得到耐候性更强的铝合金裸厢用基材。
侧板经加工组装后，与其它零件共同组成全铝裸厢产品。全铝裸厢需于48h内完成淋雨试验，沥干后露天存放，可进一步改善裸厢的耐候性。
本发明中，在Fe等微量元素偏高(0.2％～0.25％)的条件下，采用充分均匀化热处理，改善含Fe相在铸棒组织内的形态和分布，通过在线风冷加辅助雾冷淬火，使铝型材在100-130℃范围内与水雾充分接触反应，型材更为致密的水合氧化铝保护膜，减少铝基体被进一步氧化腐蚀的风险。另外，通过低温长时欠时效状态热处理(175℃7h)，细化Mg2Si强化相的尺寸，改善铝材可能出现的点腐蚀缺陷，从而得到耐候性更强的铝合金裸厢用基材。车厢基材经加工组装焊接完成铝型材厢体后需进行淋雨试验评估焊缝质量，经试验发现，裸厢先喷淋再存放，可显著改善裸厢的耐候性。通过上述方式制得的全铝厢式半挂车车厢，露天存放2个月，较常规厢体腐蚀情况更小，表面无明显点腐蚀和暗色腐蚀纹路。
与相关技术相比，利用本发明一种免漆铝合金产品的防腐处理方法生产铝合金产品，降低了铝合金产品耐腐蚀性对铝合金材料本身纯净度的要求，从而降低了生产成本；本发明通过分段冷却及可控热处理，既满足了性能要求又提升了表面的耐腐蚀性，提高了铝型材产品的耐候性。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，包括：
挤压工序：将待挤压铝合金铸棒加热至500±5℃后，挤压成铝合金型材；
淬火工序：对所述铝合金型材在≥520°的温度下进行淬火，形成淬火后的铝合金型材；
风冷及喷雾工序：将淬火后的铝合金型材经风冷降温至100-130℃后，再经过喷雾冷却至60-80℃，经喷雾冷却后的铝合金型材表面形成一层氢氧化铝水合物，该铝合金型材设为第一防腐态铝合金型材。
2.根据权利要求1所述的免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，所述风冷及喷雾工序之后还包括：
欠时效工序：将所述第一防腐态铝合金型材在175±5℃的温度下，保温7±0.5h，完成欠时效处理，得到第二防腐态铝合金型材。
3.根据权利要求2所述的免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，所述欠时效工序之后还包括：
模拟淋雨工序：对所述第二防腐态铝合金型材进行0.4-0.6h的模拟淋雨，形成第三防腐态铝合金型材。
4.根据权利要求3所述的免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，所述欠时效工序结束到所述模拟淋雨工序开始的时间间隔＜48h。
5.根据权利要求4所述的免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，所述欠时效工序之后和所述人工淋雨工序之前还包括：机加工序：所述机加工序包括对所述第二防腐态铝合金型材进行锯切、加工、组装和焊接，形成铝合金产品。
6.根据权利要求1所述的免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，所述挤压工序之前还包括：
铸造工序：利用原料铸造形成铝合金铸棒；
均质工序：将所述铝合金铸棒在570±10℃的温度下保温6-8h，完成均质，得到均质后的铝合金铸棒；
组合冷却工序：所述冷却工序包括将所述均质后的铝合金铸棒进行20-40min的风冷后，再进行0.5-1.5h的水冷，得到均质冷却后的铝合金铸棒，所述均质冷却后的铝合金铸棒作为所述挤压工序中的所述待挤压铝合金铸棒。
7.根据权利要求6所述的免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，用单一冷却工序代替所述组合冷却工序，所述单一冷却工序包括：将所述均质后的铝合金铸棒进行0.5-1.5h的水冷，得到均质冷却后的铝合金铸棒。
8.根据权利要求7所述的免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，所述风冷及喷雾工序中，喷雾工序中的喷雾作业为正对所述淬火后的铝合金型材的至少一个工作面进行的。
9.根据权利要求8所述的免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，所述组合冷却工序中的水冷时的水流量，大于所述单一冷却工序中的水冷时的水流量。
10.根据权利要求1-9任一项所述的免漆铝合金产品的防腐处理方法，其特征在于，所述待挤压铝合金铸棒为6系铝合金。
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