一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金的制作方法
【專利摘要】本發明涉及鋁合金領域，更具體的講是一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金，該合金由下述組分組成：Mg4.25-4.95wt%、Mn0.48-0.8wt%、Cr0.15-0.25wt%、Si0.005-0.15wt%、Fe0.005-0.15wt%、Cu0.01-0.04wt%、Zn0.006-0.2wt%、Ti0.10-0.15wt%，余量為Al及不可避免的雜質，本發明的有益效果是：本發明鋁合金通過改變合金元素種類和含量，使得本發明的合金中晶粒更加細化，組織更加均勻，從而提高了合金的機械加工性能，而且通過控制Al、Zn、Mg、Cu的含量大大增強了其強度要求，Mn的加入大大提高了合金的耐腐蝕性，而且本發明將Mn控制在0.48-0.8wt%，即消除了多余Fe的印象，也提高了耐腐蝕性，綜上，本發明通過對成分的選擇以及配比的控制實現了合金的高力學性能和良好的機械加工性能，也實現合金對耐腐蝕性的要求。
【專利說明】-種局力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁合金領域，更具體的講是一種高力學性能和良好機械加工性能的耐 腐蝕合金。
【背景技術】
[0002]純鋁的密度小（P=2_7g/cm3),大約是鐵的1/3,熔點低（660。〇,鋁是面心立方 結構，故具有很高的塑性（δ :32?40%，Ψ:70?90%)，易于加工，可制成各種型材、板材，抗腐 蝕性能好；但是純招的強度很低，退火狀態值約為8kgf/mm2,故不宜作結構材料。通過 長期的生廣頭踐和科學頭驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化錯，這 就得到了一系列的鋁合金，鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、 航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。隨著科學技術以及工業經濟的飛速 發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優 質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業上廣泛使用， 使用量僅次于鋼。
[0003]但是不同的需求對于鋁合金的性能要求不同，如高強度鋁合金、高靭性鋁合金、耐 腐蝕招合金、易焊接錯合金等等等等，而對于用于疏通管道、船外殼、燃料儲存罐的合金， 由于其實用的環境，其首先需要高的力學性能，其次要具有良好的耐腐蝕性而且要易于加 工，目前能夠同時滿足以上條件的鋁合金還并沒有出現。
【發明內容】
[0004] 本發明的發明目的在于針對以上現有技術中的不足之處，提供一種具有高力學性 能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金。
[0005] 本發明是通過以下技術方案實現的： 一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金，該合金由下述組分組成： Mg4. 25-4· 95wt%、Μη0· 48-0. 8wt%、CrO· 15-0. 25wt%、SiO. 005-0. 15wt%、Fe 0· 005-0· 15 wt%、Cu 0· 01-0· 04 wt%、Zn 0· 0〇6_0· 2 wt%、Ti 0· 10-0. 15 wt%，余量為 A1 及不可避免的 雜質。
[0006] 上述合金由下述組分組成：Mg4. 45-4. 65wt%、Μη0· 58-0. 7wt%、CrO. 15-0. 25wt%、 SiO.008-0· 08wt%、Fe 0·008-0. 08 wt%、Cu 0·02-0.03 wt%、Zn 0·010-0.l〇wt%、Ti 0· 12-0. 14 wt%，余量為A1及不可避免的雜質。
[0007] 優化的，上述合金由下述組分組成：Mg4. 55wt%、MnO. 62wt%、CrO. 20wt%、 SiO. 010wt%、Fe 0.010 wt%、Cu 0.015 wt%、Zn 0_05wt%、Ti 0.13 wt%，余量為 A1 及不可避 免的雜質。
[0008] 本發明成分范圍比較窄，避免由于化學成分過大波動引起內部組織不均勻及力學 性能散差過大；Fe在此合金中按照主要元素添加，使Fe與Mg、Si形成強化相,Μη在此合金 中為主要添加元素，主要是為中和多余的Fe,從而減少Fe的不良影響，并細化晶粒，而且 Μη 是為了獲取所要求的耐腐蝕性和強度水平所加入的元素，其不宜過多也不宜過少，加入Cu 元素，少量的Cu與主要強化成分Si、Mg結合，使力學性能顯著提高，可使力學性能接近硬鋁 的性能，鋁中同時加入鋅和鎂，形成強化相Mg/Zn2,對合金產生明顯的強化作用，增加抗拉 強度和屈服強度，同時Al-Zn-Mg基礎上加入銅元素，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基強化效果 在所有鋁合金中最大。
[0009]上述的一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金的制備方法，其包括如 下步驟：合金鑄錠、擠壓淬火、張力拉伸和時效處理、取樣檢查、包裝。
[0010]上述合金鑄錠包括熔煉和精煉，熔煉溫度560-760?，待爐料融化約90%左右時平 穩攪拌，禁止將表面浮渣卷入熔體金屬中；每爐次在熔化過程中進行2-5次爐底攪拌；體經 攪拌均勻后立即取樣，進行爐前分析，取樣溫度不得低于 73〇°C ;隨爐料進行精煉，根據取樣 分析的結果，計算材料的補充量；第二次取樣分析，靜置10分鐘，鑄造成型。
[0011] 優化的，上述熔煉溫度為730-760°C。
[0012]上述擠壓淬火的技術參數為：鑄錠加熱到330-350-C后迅速裝入擠壓筒內，擠壓 溫度330°C -350±5°C，擠壓速度3±0· 5m/min，淬火溫度330-350土5°C，淬火速度250? 280°C / 分。
[0013] 上述張力拉伸和時效處理工藝參數為：拉伸率1. 5?1. 7%，時效溫度150-175。(：， 金屬保溫8-15小時，出時效爐。
[0014] 本發明的有益效果是：本發明鋁合金通過改變合金元素種類和含量，使得本發明 的合金中晶粒更加細化，組織更加均勻，從而提高了合金的機械加工性能，而且通過控制 Al、Zn、Mg、Cu的含量大大增強了其強度要求，Μη的加入大大提高了合金的耐腐蝕性，而且 本發明將Μη控制在0· 48-0. 8wt%，即消除了多余Fe的印象，也提高了耐腐蝕性，綜上，本發 明通過對成分的選擇以及配比的控制實現了合金的高力學性能和良好的機械加工性能，也 實現的合金對耐腐蝕性的要求。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體實施例對本發明做進一步說明，一邊本領域技術人員可以更好的了 解本發明，但并不因此限制本發明。
[0016] 本發明合金的制備方法如下：合金鑄錠、擠壓淬火、張力拉伸和時效處理、取樣檢 查、包裝。
[0017] 合金鑄錠包括熔煉和精煉，熔煉溫度73〇-760°C，待爐料融化約90%左右時平穩攪 拌，禁止將表面浮渣卷入熔體金屬中；每爐次在熔化過程中進行2-5次爐底攪拌；體經攪拌 均勻后立即取樣，進行爐前分析，取樣溫度不得低于730? ;隨爐料進行精煉，根據取樣分析 的結果，計算材料的補充量；第二次取樣分析，靜置10分鐘，鑄造成型。
[0018] 擠壓淬火的技術參數為：鑄錠加熱到33〇-350°C后迅速裝入擠壓筒內，擠壓溫度 33〇°C -35〇±5°C，擠壓速度 3±0· 5m/min，淬火溫度 33〇_35〇±51：，淬火速度 250 ?280Γ / 分。
[0019] 張力拉伸和時效處理工藝參數為：拉伸率1. 5?1. 7%，時效溫度150-175°C，金屬 保溫8-15小時，出時效爐。
[0020] 無特殊說明，下述實施例均采用本方法進行生產。
[0021] 實施例1 一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金，由下述組分組成：Mg4. 45wt%、 MnO. 60wt%、CrO. 18wt%、SiO. OlOwt%、Fe 0. 010 wt%、Cu 0· 02 wt%、Zn 0. OlOwt%、Ti 0· 12 wt%，余量為A1及不可避免的雜質。
[0022] 實施例2 一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金，由下述組分組成：％4. 55wt%、 MnO. 62wt%、CrO. 20wt%、SiO. OlOwt%、Fe 0· 010 wt%、Cu 0. 015 wt%、Zn 0. 05wt%、Ti 0· 13 wt%，余量為A1及不可避免的雜質。
[0023] 實施例3 一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金，由下述組分組成：Μ§4· 65wt%、 MnO. 58-0. 7wt%、CrO. 25wt%、SiO. 07wt%、Fe 0·07 wt%、Cu 0· 03 wt%、Zn 0· 10wt%、Ti 0· 14 wt%，余量為A1及不可避免的雜質。
[0024] 對上述實施例1-3所得合金分別放置到鹽水中浸泡60天，觀察表面腐蝕點數。
【權利要求】
1. 一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金，該合金由下述組分組成： Mg4. 25-4. 95wt%、MnO. 48-0. 8wt%、CrO. 15-0. 25wt%、SiO. 005-0. 15wt%、Fe 0. 005-0. 15 wt%、Cu 0· 01-0. 04 wt%、Zn 0· 006-0. 2 wt%、Ti 0· 10-0. 15 wt%，余量為 A1 及不可避免的 雜質。
2. 根據權利要求1所述的一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金，其 特征在于：該合金由下述組分組成：Mg4. 45-4. 65wt%、MnO. 58-0. 7wt%、CrO. 15-0. 25wt%、 SiO.008-0. 08wt%、Fe 0.008-0. 08 wt%、Cu 0.02-0.03 wt%、Zn 0. 010-0. 10wt%、Ti 0. 12-0. 14 wt%，余量為A1及不可避免的雜質。
3. 根據權利要求2所述的一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金，其特征 在于：該合金由下述組分組成：Mg4. 55wt%、MnO. 62wt%、CrO. 20wt%、SiO. 010wt%、Fe 0· 010 wt%、Cu 0.015 wt%、Zn 0.05wt%、Ti 0.13 wt%，余量為 A1 及不可避免的雜質。
4. 根據權利要求1所述的一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金的制備 方法，其包括如下步驟：合金鑄錠、擠壓淬火、張力拉伸和時效處理、取樣檢查、包裝。
5. 根據權利要求4所述的一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金的制備 方法，其特征在于：所述合金鑄錠包括熔煉和精煉，熔煉溫度560-760°C，待爐料融化約90% 左右時平穩攪拌，禁止將表面浮渣卷入熔體金屬中；每爐次在熔化過程中進行2-5次爐底 攪拌；體經攪拌均勻后立即取樣，進行爐前分析，取樣溫度不得低于730°C ;隨爐料進行精 煉，根據取樣分析的結果，計算材料的補充量；第二次取樣分析，靜置10分鐘，鑄造成型。
6. 根據權利要求4所述的一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金的制備 方法，其特征在于：所述擠壓淬火的技術參數為：鑄錠加熱到330-350°C后迅速裝入擠壓筒 內，擠壓溫度330°C _350±5°C，擠壓速度3±0. 5m/min，淬火溫度330-350±5°C，淬火速度 250 ?280°C / 分。
7. 根據權利要求4所述的一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金的制備 方法，其特征在于：所述張力拉伸和時效處理工藝參數為：拉伸率1. 5?1. 7%，時效溫度 150-175°C，金屬保溫8-15小時，出時效爐。
8. 根據權利要求5所述的一種高力學性能和良好機械加工性能的耐腐蝕合金的制備 方法，其特征在于：所述熔煉溫度為730-760°C。
【文檔編號】C22C21/08GK104233021SQ201410492313
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】王明星, 王明亮, 王呈剛, 張建忠 申請人:山東裕航特種合金裝備有限公司