CN105650602A - 一种海洋探照灯用铝合金外壳 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋探照灯用铝合金外壳，包括外壳本体，外壳本体的表面开设有供探照灯灯头伸出的开口，所述外壳本体由铝合金制成，所述铝合金按重量百分比包括以下组分：Si：0.40-0.44％，Mg：0.64-0.66％，Cu：0.02％，Fe：0.23-0.25％，Sr：0.02-0.03％，La：0.14％，Nd：0.18％，Zn：0.03-0.05％，Ti：0.02-0.05％，其余为Al。该铝合金外壳表面光滑，硬度范围更高，耐应力腐蚀性好。

Description

一种海洋探照灯用铝合金外壳
技术领域
本发明涉及材料工程领域，特别是一种海洋探照灯用铝合金外壳。
背景技术
铝合金具有质量轻、原料易得等优点，现已逐步应用于在海洋作业设备当中。目前海洋作业设备用铝合金虽然具有一定的耐腐蚀性能，但是在铝合金的耐蚀性测定过程中，往往以铝合金完全浸没海水为前提条件或是在盐雾状态下进行评价。实际上，海洋作业设备的铝合金经常处于海水-空气界面上，这种两相交界处的腐蚀情况较完全浸没海水的状况更加严重，目前很少有铝合金能应对这种情况。另外，海洋作业设备用铝合金经常会受到各种应力载荷，因此应力腐蚀性也是此领域铝合金必须要考虑到的一个指标。
例如，对于海水下探测灯而言，需要在照明组件外设置外壳，外壳经常受到海浪、泥沙、异物等冲击载荷。且随着探测船和探测器的沉浮，外壳经常暴露在海水-空气界面处，造成腐蚀加剧。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种海洋探照灯用铝合金外壳，表面光滑，硬度范围更高，耐应力腐蚀性好，能够作为海洋探照灯用的外壳使用。
本发明提供的一种海洋探照灯用铝合金外壳，包括外壳本体，外壳本体的表面开设有供探照灯灯头伸出的开口，所述外壳本体由铝合金制成，所述铝合金按重量百分比包括以下组分：Si：0.40-0.44％，Mg：0.64-0.66％，Cu：0.02％，Fe：0.23-0.25％，Sr：0.02-0.03％，La：0.14％，Nd：0.18％，Zn：0.03-0.05％，Ti：0.02-0.05％，其余为Al。
优选地，Mg、La、Zn的质量比为：Mg：La：Zn＝64:14:3。
优选地，Mg、La、Zn的质量比为：Mg：La：Zn＝66:14:5。
优选地，Mg、La、Zn的质量比为：Mg：La：Zn＝65:14:5。
所述铝合金的表面粗糙度为1.8um。
所述铝合金的硬度为10-13HW。
本发明提供的一种海洋探照灯用铝合金外壳，包括外壳本体，外壳本体的表面开设有供探照灯灯头伸出的开口，所述外壳本体由铝合金制成，所述铝合金按重量百分比包括以下组分：Si：0.40-0.44％，Mg：0.64-0.66％，Cu：0.02％，Fe：0.23-0.25％，Sr：0.02-0.03％，La：0.14％，Nd：0.18％，Zn：0.03-0.05％，Ti：0.02-0.05％，其余为Al。本发明提供的外壳表面更加光滑，粗糙度可达1.8um，无明显凹陷，不易产生腐蚀，使用年限更长，硬度更高，此外通过合理的配伍和配比，可以使铝合金外壳在海水-空气界面处仍能表现出良好的耐应力腐蚀特性。
附图说明
图1为本发明提供的一种海洋探照灯用铝合金外壳的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下：Si：0.40％，Mg：0.64％，Cu：0.02％，Fe：0.23％，Sr：0.03％，La：0.14％，Nd：0.18％，Zn：0.03％，Ti：0.05％，其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品，具体制备方法为：将各组分混合均匀后，在铝棒炉内均质化处理，提升整体性能的均匀性，使材料兼具适当的硬度和韧性，然后经空气冷却，在450-500℃进行铸锭加热，然后送入挤压机挤压，挤压筒的温度在400℃±10℃，挤压速度3-6m/min，挤压后进行水雾淬火，后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效，保温温度为250℃±10℃，时间180min，得到铝合金成品。经测试，铝合金成品的硬度(HW)为10。表面粗糙度为1.8um，型材厚度可达3mm。
实施例2
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下：Si：0.44％，Mg：0.66％，Cu：0.02％，Fe：0.25％，Sr：0.02％，La：0.14％，Nd：0.18％，Zn：0.05％，Ti：0.02％，其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品，具体制备方法为：将各组分混合均匀后，在铝棒炉内均质化处理，提升整体性能的均匀性，使材料兼具适当的硬度和韧性，然后经空气冷却，在450-500℃进行铸锭加热，然后送入挤压机挤压，挤压筒的温度在400℃±10℃，挤压速度3-6m/min，挤压后进行水雾淬火，后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效，保温温度为250℃±10℃，时间180min，得到铝合金成品。经测试，铝合金成品的硬度(HW)为10。表面粗糙度为1.8um，型材厚度可达3mm。
实施例3
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下：Si：0.42％，Mg：0.65％，Cu：0.02％，Fe：0.24％，Sr：0.03％，La：0.14％，Nd：0.18％，Zn：0.05％，Ti：0.04％，其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品，具体制备方法为：将各组分混合均匀后，在铝棒炉内均质化处理，提升整体性能的均匀性，使材料兼具适当的硬度和韧性，然后经空气冷却，在450-500℃进行铸锭加热，然后送入挤压机挤压，挤压筒的温度在400℃±10℃，挤压速度3-6m/min，挤压后进行水雾淬火，后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效，保温温度为250℃±10℃，时间180min，得到铝合金成品。经测试，铝合金成品的硬度(HW)为10。表面粗糙度为1.8um，型材厚度可达3mm。
实施例4
采用实施例1提供的铝合金，铸造、加工成海洋探照灯用铝合金外壳，海洋探照灯用铝合金外壳包括立方形外壳本体1，外壳本体1的一个面上开设有供探照灯灯头伸出的开口2。(如图1所示，实施例5、6中的铝合金外壳结构与本实施例相同，不再列出附图)。具体的铸造和加工方法为本领域公知，本篇不再赘述，例如可以利用铝合金型材制成铝合金板，再焊接成立方形外壳本体，然后在一个侧面冲孔等(下同)。
实施例5
采用实施例2提供的铝合金，铸造、加工成海洋探照灯用铝合金外壳，海洋探照灯用铝合金外壳包括立方形外壳本体，外壳本体的一个面上开设有供探照灯灯头伸出的开口。
实施例6
采用实施例3提供的铝合金，铸造、加工成海洋探照灯用铝合金外壳，海洋探照灯用铝合金外壳包括立方形外壳本体，外壳本体的一个面上开设有供探照灯灯头伸出的开口。
对比例1
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下：Si：0.32％，Mg：070％，Cu：0.04％，Fe：0.26％，Sr：0.05％，La：0.22％，Nd：0.26％，Zn：0.02％，Ti：0.08％，其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品，具体制备方法为：将各组分混合均匀后，在铝棒炉内均质化处理，提升整体性能的均匀性，使材料兼具适当的硬度和韧性，然后经空气冷却，在450-500℃进行铸锭加热，然后送入挤压机挤压，挤压筒的温度在400℃±10℃，挤压速度3-6m/min，挤压后进行水雾淬火，后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效，保温温度为250℃±10℃，时间180min，得到铝合金成品。经测试，铝合金成品的硬度(HW)为8。表面粗糙度为3um，型材厚度可达3mm。
对比例2
本实施例中铝合金中各组分重量百分比如下：Si：0.50％，Mg：0.55％，Cu：0.01％，Fe：0.18％，Sr：0.01％，La：0.10％，Nd：0.14％，Zn：0.03％，Ti：0.03％，其余为Al。
利用上述组分制备铝合金型材成品，具体制备方法为：将各组分混合均匀后，在铝棒炉内均质化处理，提升整体性能的均匀性，使材料兼具适当的硬度和韧性，然后经空气冷却，在450-500℃进行铸锭加热，然后送入挤压机挤压，挤压筒的温度在400℃±10℃，挤压速度3-6m/min，挤压后进行水雾淬火，后经断切、冷床冷却、拉伸、矫直后进行人工时效，保温温度为250℃±10℃，时间180min，得到铝合金成品。经测试，铝合金成品的硬度(HW)为8。表面粗糙度为3um。
试验例1
将实施例1～3、对比例1～2中的铝合金成品制备成标准应力腐蚀试验用试件，将试件置入容器内固定，容器内注入3.5％NaCl海水，直至达到试件中部为止，以此模拟海水两相交界环境。对试件加载55MPa载荷，测试其发生断裂的时间。
表1.铝合金应力腐蚀性能
组别 断裂时间
实施例1 720小时不断裂
实施例2 720小时不断裂
实施例3 720小时不断裂
对比例1 42小时断裂，裂口位于中部交界处
对比例2 38小时断裂，裂口位于中部交界处
由上述结果可知，本发明提供的铝合金具有良好的耐应力腐蚀性能。其制成的铝合金外壳也具有良好的耐应力腐蚀性能，可以用作海洋探照灯用铝合金外壳的制备。
以上对本发明所提供的一种海洋探照灯用铝合金外壳进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰。这些改进和修饰也应当落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种海洋探照灯用铝合金外壳，其特征在于，包括外壳本体，外壳本体的表面开设有供探照灯灯头伸出的开口，所述外壳本体由铝合金制成，所述铝合金按重量百分比包括以下组分：Si：0.40-0.44％，Mg：0.64-0.66％，Cu：0.02％，Fe：0.23-0.25％，Sr：0.02-0.03％，La：0.14％，Nd：0.18％，Zn：0.03-0.05％，Ti：0.02-0.05％，其余为Al。
2.根据权利要求1所述的海洋探照灯用铝合金外壳，其特征在于，Mg、La、Zn的质量比为：Mg：La：Zn＝64:14:3。
3.根据权利要求1所述的海洋探照灯用铝合金外壳，其特征在于，Mg、La、Zn的质量比为：Mg：La：Zn＝66:14:5。
4.根据权利要求1所述的海洋探照灯用铝合金外壳，其特征在于，Mg、La、Zn的质量比为：Mg：La：Zn＝65:14:5。
5.根据权利要求1所述的海洋探照灯用铝合金外壳，其特征在于，所述铝合金的表面粗糙度为1.8um。
6.根据权利要求1所述的海洋探照灯用铝合金外壳，其特征在于，所述铝合金的硬度为10-13H。
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