一種耐蝕鋁合金型材及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐蝕鋁合金型材及其制備方法，按質量百分數比該合金化學成分為：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、其余為Al。本發明鋁合金型材具有優異的耐腐蝕性能，完全能經受住海水、水蒸氣、酸、堿、油等介質的腐蝕，腐蝕速率降至0.01g/(m2·h)以下，同時具有優良的力學性能和加工性能，可以廣泛應用于石油、石化、海洋等工業環境。
【專利說明】一種耐蝕鋁合金型材及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐蝕鋁合金型材及其制備方法，屬于鋁合金材料領域。
【背景技術】
[0002]鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，易于加工，可制成各種型材，具有優良的機械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鋁合金型材廣泛應用于航空航天、交通運輸、機械制造、建筑裝修、化學工業等，是一種重要的有色金屬結構材料。隨著科學技術以及工業經濟的飛速發展，對鋁合金耐蝕性的要求日益提高，然而現有市場上的鋁合金型材應用于上述耐蝕性要求高的工業環境(石油、石化、海洋等惡劣環境)時，常常不能滿足用戶要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種耐腐蝕性優異的鋁合金型材及其制備方法。
[0004]為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
一種耐蝕鋁合金型材，按質量百分數比該合金化學成分為: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、其余為 Al。
[0005]本發明耐蝕鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按配方配比計算稱取爐料，取鋁錠、鎂錠加入熔化爐中加熱熔化，當熔液溫度達725-745°C時，依次加入Al-10wt%Mn中間合金、Al_5wt%Sn中間合金，攪拌均勻后繼續升溫至750-780°C，依次加入Al-4wt%Zn中間合金、Al_8wt%Cr中間合金、Al_2wt%Ga中間合金，爐料全部熔化后，攪拌15-20min，使成分均勻，調整溫度至740-760°C，通過氮氣將精煉劑吹入至熔液面2/3處進行精煉，精煉劑用量為熔液重量的2-3%，精煉20-25min后扒渣，靜置10_15min，調整溫度至720_740°C，加入其它剩余元素合金成分，攪拌15_20min后，取樣分析、調整至合格；以氣體流量為l_2L/min通70%N2+30%C12混合氣體除氣精煉10_15min，扒渣，升溫至730-750°C，保溫靜置15-20min后即可出爐澆注，澆注溫度為675-695°C ；
(2)將步驟(1)得到的鑄坯加入到熔化爐中，加熱至720-740°C，待其完全熔化后，攪拌20-30min后進行第二次取樣分析，然后調整溫度至705-725°C，以氣體流量為l_2L/min通60%Ar-40%SF6混合氣體除氣精煉10_15min，扒渣后靜置15_20min，取樣進行爐前快速分析，分析結果符合合金成分要求即可出爐澆注，澆注溫度為690-710°C ；
(3)將步驟(2)得到的重熔鑄坯在均勻化處理爐中經460-480°C，8-12h均勻化處理后強風冷卻至200-250°C再水冷至室溫；
(4)將均勻化后的鑄坯擠壓成型，擠壓溫度為480-500°C，擠壓速率為10-15m/min，然后將擠出的型材采用在線風冷或水霧冷卻淬火，淬火后進行拉伸矯直，拉伸變形量為1-2% ；(5)將拉伸矯直后的鋁合金型材進行雙級時效處理:先在180-200°C下保溫0.5-lh，再置于0-3°C冰水中水淬至50°C以下，最后在110-130°C下保溫12_16h，出爐空冷至室溫。
[0006]所述的精煉劑由以下重量份的的組分組成:硝酸鈉18-24、氟酸鈦鉀5-10、氯化鉀33-41、氯化鋅15-20、硫酸鈉3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸鈉12-18、氟化鋁8_14、碳酸鈣16-22、木炭粉 10-15。
[0007]本發明的有益效果:
本發明鋁合金型材具有優異的耐腐蝕性能，完全能經受住海水、水蒸氣、酸、堿、油等介質的腐蝕，腐蝕速率降至0.01gAm2^h)以下，同時具有優良的力學性能和加工性能，可以廣泛應用于石油、石化、海洋等工業環境。
【具體實施方式】
[0008]實施例 一種耐蝕鋁合金型材，按質量百分數比該合金化學成分為: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、其余為 Al。
[0009]耐蝕鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按配方配比計算稱取爐料，取鋁錠、鎂錠加入熔化爐中加熱熔化，當熔液溫度達7350C時，依次加入Al-10wt%Mn中間合金、Al_5wt%Sn中間合金，攪拌均勻后繼續升溫至760 V,依次加入Al_4wt%Zn中間合金、Al_8wt%Cr中間合金、Al_2wt%Ga中間合金,爐料全部熔化后，攪拌20min，使成分均勻，調整溫度至745°C，通過氮氣將精煉劑吹入至熔液面2/3處進行精煉，精煉劑用量為熔液重量的2.5%，精煉25min后扒渣，靜置15min，調整溫度至730°C，加入其它剩余元素合金成分，攪拌15-20min后，取樣分析、調整至合格；以氣體流量為1.5L/min通70%N2+30%C12混合氣體除氣精煉15min，扒渣，升溫至740°C，保溫靜置20min后即可出爐澆注，澆注溫度為685°C ；
(2)將步驟(1)得到的鑄坯加入到熔化爐中，加熱至730°C，待其完全熔化后，攪拌25min后進行第二次取樣分析，然后調整溫度至715 °C，以氣體流量為lL/min通60%Ar-40%SF6混合氣體除氣精煉lOmin，扒渣后靜置20min，取樣進行爐前快速分析，分析結果符合合金成分要求即可出爐澆注，澆注溫度為700°C ；
(3)將步驟(2)得到的重熔鑄坯在均勻化處理爐中經470°C，IOh均勻化處理后強風冷卻至250°C再水冷至室溫；
(4)將均勻化后的鑄坯擠壓成型，擠壓溫度為490°C，擠壓速率為12m/min，然后將擠出的型材采用在線風冷或水霧冷卻淬火，淬火后進行拉伸矯直，拉伸變形量為2% ；
(5)將拉伸矯直后的鋁合金型材進行雙級時效處理:先在200°C下保溫0.5h，再置于0-3°C冰水中水淬至50°C以下，最后在120°C下保溫14h，出爐空冷至室溫。
[0010]所述的精煉劑由以下重量份的的組分組成:硝酸鈉20、氟酸鈦鉀6、氯化鉀38、氯化鋅16、硫酸鈉6、五氯化磷15、氟硼酸鈉14、氟化鋁10、碳酸鈣18、木炭粉10。
[0011]經檢驗，所得鋁合金型材的主要性能為:抗拉強度481MPa，屈服強度305MPa，伸長率 12.6%、腐蝕速率 0.006g/ (m2.h)。
【權利要求】
1.一種耐蝕鋁合金型材，其特征在于，按質量百分數比該合金化學成分為: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、其余為 Al。
2.如權利要求1所述的耐蝕鋁合金型材的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按配方配比計算稱取爐料，取鋁錠、鎂錠加入熔化爐中加熱熔化，當熔液溫度達725-745°C時，依次加入Al-10wt%Mn中間合金、Al_5wt%Sn中間合金，攪拌均勻后繼續升溫至750-780°C，依次加入Al-4wt%Zn中間合金、Al_8wt%Cr中間合金、Al_2wt%Ga中間合金，爐料全部熔化后，攪拌15-20min，使成分均勻，調整溫度至740-760°C，通過氮氣將精煉劑吹入至熔液面2/3處進行精煉，精煉劑用量為熔液重量的2-3%，精煉20-25min后扒渣，靜置10_15min，調整溫度至720_74(TC，加入其它剩余元素合金成分，攪拌15_20min后，取樣分析、調整至合格；以氣體流量為l_2L/min通70%N2+30%C12混合氣體除氣精煉10_15min，扒渣，升溫至730-750°C，保溫靜置15-20min后即可出爐澆注，澆注溫度為675-695°C ； (2)將步驟(1)得到的鑄坯加入到熔化爐中，加熱至720-740°C，待其完全熔化后，攪拌20-30min后進行第二次取樣分析，然后調整溫度至705-725°C，以氣體流量為l_2L/min通60%Ar-40%SF6混合氣體除氣精煉10_15min，扒渣后靜置15_20min，取樣進行爐前快速分析，分析結果符合合金成分要求即可出爐澆注，澆注溫度為690-710°C ； (3)將步驟(2)得到的重熔鑄坯在均勻化處理爐中經460-480°C，8-12h均勻化處理后強風冷卻至200-250°C再水冷至室溫； (4)將均勻化后的鑄坯擠壓成型，擠壓溫度為480-500°C，擠壓速率為10-15m/min，然后將擠出的型材采用 在線風冷或水霧冷卻淬火，淬火后進行拉伸矯直，拉伸變形量為1-2% ； (5)將拉伸矯直后的鋁合金型材進行雙級時效處理:先在180-200°C下保溫0.5-lh，再置于0-3°C冰水中水淬至50°C以下，最后在110-130°C下保溫12_16h，出爐空冷至室溫。
3.根據權利要求2所述的耐蝕鋁合金型材的制備方法，其特征在于，所述的精煉劑由以下重量份的的組分組成:硝酸鈉18-24、氟酸鈦鉀5-10、氯化鉀33-41、氯化鋅15-20、硫酸鈉3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸鈉12-18、氟化鋁8_14、碳酸鈣16-22、木炭粉10-15。
【文檔編號】C22C1/03GK103898380SQ201410115679
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】張廣勛, 沈勇, 祁仁華 申請人:安徽家園鋁業有限公司