CN103898380B - 一种耐蚀铝合金型材及其制备方法 - Google Patents
一种耐蚀铝合金型材及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种耐蚀铝合金型材及其制备方法,按质量百分数比该合金化学成分为:Mg2.6-4.2、Si0.15-0.25、Mn0.8-1.4、Cr0.3-0.6、Sn0.2-0.4、Fe0.1-0.2、Cu0.05-0.1、Zn0.15-0.25、Ga0.1-0.2、Nd0.03-0.06、Er0.025-0.045、其余为Al。本发明铝合金型材具有优异的耐腐蚀性能,完全能经受住海水、水蒸气、酸、碱、油等介质的腐蚀,腐蚀速率降至0.01g/(m2·h)以下,同时具有优良的力学性能和加工性能,可以广泛应用于石油、石化、海洋等工业环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐蚀铝合金型材及其制备方法,属于铝合金材料领域。
背景技术
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,易于加工,可制成各种型材,具有优良的机械性能,物理性能和抗腐蚀性能。铝合金型材广泛应用于航空航天、交通运输、机械制造、建筑装修、化学工业等,是一种重要的有色金属结构材料。随着科学技术以及工业经济的飞速发展,对铝合金耐蚀性的要求日益提高,然而现有市场上的铝合金型材应用于上述耐蚀性要求高的工业环境(石油、石化、海洋等恶劣环境)时,常常不能满足用户要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种耐腐蚀性优异的铝合金型材及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种耐蚀铝合金型材,按质量百分数比该合金化学成分为:Mg2.6-4.2、Si0.15-0.25、Mn0.8-1.4、Cr0.3-0.6、Sn0.2-0.4、Fe0.1-0.2、Cu0.05-0.1、Zn0.15-0.25、Ga0.1-0.2、Nd0.03-0.06、Er0.025-0.045、其余为Al。
本发明耐蚀铝合金型材的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配方配比计算称取炉料,取铝锭、镁锭加入熔化炉中加热熔化,当熔液温度达725-745℃时,依次加入Al-10wt%Mn中间合金、Al-5wt%Sn中间合金,搅拌均匀后继续升温至750-780℃,依次加入Al-4wt%Zn中间合金、Al-8wt%Cr中间合金、Al-2wt%Ga中间合金,炉料全部熔化后,搅拌15-20min,使成分均匀,调整温度至740-760℃,通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼,精炼剂用量为熔液重量的2-3%,精炼20-25min后扒渣,静置10-15min,调整温度至720-740℃,加入其它剩余元素合金成分,搅拌15-20min后,取样分析、调整至合格;以气体流量为1-2L/min通70%N2+30%Cl2混合气体除气精炼10-15min,扒渣,升温至730-750℃,保温静置15-20min后即可出炉浇注,浇注温度为675-695℃;
(2)将步骤(1)得到的铸坯加入到熔化炉中,加热至720-740℃,待其完全熔化后,搅拌20-30min后进行第二次取样分析,然后调整温度至705-725℃,以气体流量为1-2L/min通60%Ar-40%SF6混合气体除气精炼10-15min,扒渣后静置15-20min,取样进行炉前快速分析,分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注,浇注温度为690-710℃;
(3)将步骤(2)得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中经460-480℃,8-12h均匀化处理后强风冷却至200-250℃再水冷至室温;
(4)将均匀化后的铸坯挤压成型,挤压温度为480-500℃,挤压速率为10-15m/min,然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火,淬火后进行拉伸矫直,拉伸变形量为1-2%;
(5)将拉伸矫直后的铝合金型材进行双级时效处理:先在180-200℃下保温0.5-1h,再置于0-3℃冰水中水淬至50℃以下,最后在110-130℃下保温12-16h,出炉空冷至室温。
所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成:硝酸钠18-24、氟酸钛钾5-10、氯化钾33-41、氯化锌15-20、硫酸钠3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸钠12-18、氟化铝8-14、碳酸钙16-22、木炭粉10-15。
本发明的有益效果:
本发明铝合金型材具有优异的耐腐蚀性能,完全能经受住海水、水蒸气、酸、碱、油等介质的腐蚀,腐蚀速率降至0.01g/(m2·h)以下,同时具有优良的力学性能和加工性能,可以广泛应用于石油、石化、海洋等工业环境。
具体实施方式
实施例
一种耐蚀铝合金型材,按质量百分数比该合金化学成分为:Mg2.6-4.2、Si0.15-0.25、Mn0.8-1.4、Cr0.3-0.6、Sn0.2-0.4、Fe0.1-0.2、Cu0.05-0.1、Zn0.15-0.25、Ga0.1-0.2、Nd0.03-0.06、Er0.025-0.045、其余为Al。
耐蚀铝合金型材的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配方配比计算称取炉料,取铝锭、镁锭加入熔化炉中加热熔化,当熔液温度达735℃时,依次加入Al-10wt%Mn中间合金、Al-5wt%Sn中间合金,搅拌均匀后继续升温至760℃,依次加入Al-4wt%Zn中间合金、Al-8wt%Cr中间合金、Al-2wt%Ga中间合金,炉料全部熔化后,搅拌20min,使成分均匀,调整温度至745℃,通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼,精炼剂用量为熔液重量的2.5%,精炼25min后扒渣,静置15min,调整温度至730℃,加入其它剩余元素合金成分,搅拌15-20min后,取样分析、调整至合格;以气体流量为1.5L/min通70%N2+30%Cl2混合气体除气精炼15min,扒渣,升温至740℃,保温静置20min后即可出炉浇注,浇注温度为685℃;
(2)将步骤(1)得到的铸坯加入到熔化炉中,加热至730℃,待其完全熔化后,搅拌25min后进行第二次取样分析,然后调整温度至715℃,以气体流量为1L/min通60%Ar-40%SF6混合气体除气精炼10min,扒渣后静置20min,取样进行炉前快速分析,分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注,浇注温度为700℃;
(3)将步骤(2)得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中经470℃,10h均匀化处理后强风冷却至250℃再水冷至室温;
(4)将均匀化后的铸坯挤压成型,挤压温度为490℃,挤压速率为12m/min,然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火,淬火后进行拉伸矫直,拉伸变形量为2%;
(5)将拉伸矫直后的铝合金型材进行双级时效处理:先在200℃下保温0.5h,再置于0-3℃冰水中水淬至50℃以下,最后在120℃下保温14h,出炉空冷至室温。
所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成:硝酸钠20、氟酸钛钾6、氯化钾38、氯化锌16、硫酸钠6、五氯化磷15、氟硼酸钠14、氟化铝10、碳酸钙18、木炭粉10。
经检验,所得铝合金型材的主要性能为:抗拉强度481MPa,屈服强度305MPa,伸长率12.6%、腐蚀速率0.006g/(m2·h)。
Claims (2)
1.一种耐蚀铝合金型材,其特征在于,按质量百分数比该合金化学成分为:Mg2.6-4.2、Si0.15-0.25、Mn0.8-1.4、Cr0.3-0.6、Sn0.2-0.4、Fe0.1-0.2、Cu0.05-0.1、Zn0.15-0.25、Ga0.1-0.2、Nd0.03-0.06、Er0.025-0.045、其余为Al。
2.如权利要求1所述的耐蚀铝合金型材的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)按配方配比计算称取炉料,取铝锭、镁锭加入熔化炉中加热熔化,当熔液温度达725-745℃时,依次加入Al-10wt%Mn中间合金、Al-5wt%Sn中间合金,搅拌均匀后继续升温至750-780℃,依次加入Al-4wt%Zn中间合金、Al-8wt%Cr中间合金、Al-2wt%Ga中间合金,炉料全部熔化后,搅拌15-20min,使成分均匀,调整温度至740-760℃,通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼,精炼剂用量为熔液重量的2-3%,精炼20-25min后扒渣,静置10-15min,调整温度至720-740℃,加入其它剩余元素合金成分,搅拌15-20min后,取样分析、调整至合格;以气体流量为1-2L/min通70%N2+30%Cl2混合气体除气精炼10-15min,扒渣,升温至730-750℃,保温静置15-20min后即可出炉浇注,浇注温度为675-695℃;
(2)将步骤(1)得到的铸坯加入到熔化炉中,加热至720-740℃,待其完全熔化后,搅拌20-30min后进行第二次取样分析,然后调整温度至705-725℃,以气体流量为1-2L/min通60%Ar-40%SF6混合气体除气精炼10-15min,扒渣后静置15-20min,取样进行炉前快速分析,分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注,浇注温度为690-710℃;
(3)将步骤(2)得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中经460-480℃,8-12h均匀化处理后强风冷却至200-250℃再水冷至室温;
(4)将均匀化后的铸坯挤压成型,挤压温度为480-500℃,挤压速率为10-15m/min,然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火,淬火后进行拉伸矫直,拉伸变形量为1-2%;
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