一種輕質金屬板材成型方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬板材技術領域，尤其涉及一種輕質金屬板材成型方法。
【背景技術】
[0002]鋁合金是以鋁為基的合金總稱，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。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。
[0003]鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類:鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金，鋁鋅合金和鋁稀土合金，鑄造鋁合金在鑄態下使用。變形鋁合金能承受壓力加工，可加工成各種形態、規格的鋁合金材，主要用于制造航空器材、建筑用門窗等。形變鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能，只能通過冷加工變形來實現強化，它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。
[0004]現有技術中鋁合金板材具有良好的可切削性，接觸焊、點焊和滾焊性能良好，可進行熱處理強化，有擠壓效應，但是其耐蝕性不高。
【發明內容】
[0005]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種輕質金屬板材成型方法，具有高強度，接觸焊、點焊和滾焊性能良好，而且耐腐蝕性能好。
[0006]本發明提出的一種輕質金屬板材成型方法，包括如下步驟:
51、將招錠、招-絡合金、招-娃合金、招-鐵合金、招-鈦合金、招-硼合金和鎂錠在740?755°C熔煉形成合金液，再在780?795°C進行除氣精煉，然后在760?770°C下保溫靜置50?80min，澆鑄得到鑄錠；在澆鑄前進行合金液成分調控，調控后合金液的成分按質量分數包括:鉻2.3?2.6%，硅L 12?1.25%，鐵1?1.5%，鈦1.8?2.3%，硼0.3?0.4%，鎂0.8?1.2%，余量為鋁和不可避免的雜質；
52、將鑄錠進行水冷，然后進行熱乳，冷卻后以2?4°C/min的升溫速度升至520?540°C，保溫2.5?3.5h后，取出置于熔融狀態的硝酸鹽中，待硝酸鹽的溫度至260?280°C進行保溫2.8?3.2h，然后水冷至室溫得到淬火鋁合金板；
53、將淬火鋁合金板升溫至195?205°C，保溫2.5?3h得到時效鋁合金板；
54、將時效鋁合金板進行超聲清洗，清洗時間為35?55min，清洗溫度為65?68°C，取出干燥后在室溫下浸入無水乙醇中20?24min，真空干燥得到預處理鋁合金板；
55、將預處理鋁合金板置于陰極電弧設備中，抽真空維持負壓為600?800Pa，用Ar+粒子轟擊預處理鋁合金板表面進行濺射清洗后，采用鈦鋁合金靶和氮氣進行沉積后冷卻得到輕質金屬板材，其中預處理鋁合金板負偏壓為-140?-180V，沉積溫度為400?420°C，涂層耐磨球的涂層厚度為2?6 μ m，涂層中鈦、鋁、氮的摩爾比為20?23:3?6:25?28。
[0007]優選地，S1中，調控后合金液的成分按質量分數包括:鉻2.4?2.5%，硅1.18?1.22%，鐵1.2?1.3%，鈦2?2.2%，硼0.32?0.36%，鎂0.9?1.1%，余量為鋁和不可避免的雜質。
[0008]優選地，S2中，將鑄錠進行水冷，然后進行熱乳，冷卻后以2.8?3.4°C /min的升溫速度升至525?535°C，保溫2.8?3.2h后，取出置于熔融狀態的硝酸鹽中，待硝酸鹽的溫度至265?275°C進行保溫2.9?3.lh，然后水冷至室溫得到淬火鋁合金板。
[0009]優選地，S3中，將淬火鋁合金板升溫至198?202°C，保溫2.7?2.8h得到時效鋁合金板。
[0010]優選地，S4中，將時效鋁合金板進行超聲清洗，清洗時間為40?50min，清洗溫度為66?67°C，取出干燥后在室溫下浸入無水乙醇中22?23min，真空干燥得到預處理鋁合金板。
[0011 ] 優選地，S5中，預處理鋁合金板負偏壓為-150?-170V，沉積溫度為405?415°C，涂層耐磨球的涂層厚度為3?4μπι，涂層中鈦、鋁、氮的摩爾比為21?22:4?5:26?27。
[0012]本發明優化了鋁合金的合金成分和合金化工藝，調控了鋁、鎂、硅三種元素的配比，獲得Mg2Si和1&六13兩種強化相成分基礎，為最終獲得性能良好的金屬板材奠定基礎，再摻加鉻元素與鋁、鎂、硅三種元素配合，不僅能進一步提高強度，而且耐腐蝕性能好；通過將澆鑄-水冷-熱乳-等溫淬火進行綜合考慮和工藝協同，形成連鑄連乳，并對工藝參數進行合理設定，使得金屬板材成形過程中，形變合理，并在熱乳過程中同步完成合金元素的固溶處理，并進一步控制熱乳后鋁合金溫度，防止合金元素自然時效造成強度損失，為后續的人工時效獲得良好強化效果做準備；通過制定良好的人工時效參數，充分發揮合金元素的強化作用，形成分布良好的強化相，從而使得最終得到的金屬板材具有良好的機械性能和抗腐蝕性能；采用陰極電弧蒸鍍的方法在球型合金基質表面鍍TiAIN涂層，TiAIN涂層厚度為2-6 μ m，TiAIN涂層中鈦、鋁、氮的摩爾比為20?23:3?6:25?28，利用氮化物提高耐磨球耐磨性能，滿足實際使用過程中對金屬板材的要求，經檢測發現金屬板材硬度可達72HRC以上，而TiAIN涂層中鈦、鋁按上述摩爾比配合，在涂層表面形成致密的保護膜，顯著提高耐熱、耐腐蝕和耐氧化的性能，還提高本發明的使用壽命，間接降低了使用成本。
【具體實施方式】
[0013]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0014]實施例1
本發明提出的一種輕質金屬板材成型方法，包括如下步驟:
51、將招錠、招-絡合金、招-娃合金、招-鐵合金、招-鈦合金、招-硼合金和鎂錠在740°C熔煉形成合金液，再在795°C進行除氣精煉，然后在760°C下保溫靜置80min，澆鑄得到鑄錠；在饒鑄前進行合金液成分調控，調控后合金液的成分按質量分數包括:絡2.3%，娃
1.25%，鐵1%，鈦2.3%，硼0.3%，鎂1.2%，余量為鋁和不可避免的雜質；
52、將鑄錠進行水冷，然后進行熱乳，冷卻后以2V/min的升溫速度升至540°C，保溫
2.5h后，取出置于熔融狀態的硝酸鹽中，待硝酸鹽的溫度至280°C進行保溫2.8h，然后水冷至室溫得到淬火鋁合金板； 53、將淬火鋁合金板升溫至205°C，保溫2.5h得到時效鋁合金板；
54、將時效鋁合金板進行超聲清洗，清洗時間為55min，清洗溫度為65°C，取出干燥后在室溫下浸入無水乙醇中24min，真空干燥得到預處理鋁合金板；
55、將預處理鋁合金板置于陰極電弧設備中，抽真空維持負壓為600Pa，用Ar+粒子轟擊預處理鋁合金板表面進行濺射清洗后，采用鈦鋁合金靶和氮氣進行沉積后冷卻得到輕質金屬板材，其中預處理鋁合金板負偏壓為-180V，沉積溫度為400°C，涂層耐磨球的涂層厚度為6 μπι，涂層中鈦、招、氮的摩爾比為20:6:25ο
[0015]實施例2
本發明提出的一種輕質金屬板材成型方法，包括如下步驟:
51、將招錠、招-絡合金、招-娃合金、招-鐵合金、招-鈦合金、招-硼合金和鎂錠在755°C熔煉形成合金液，再在780°C進行除氣精煉，然后在770°C下保溫靜置50min，澆鑄得到鑄錠；在饒鑄前進行合金液成分調控，調控后合金液的成分按質量分數包括:絡2.6%，娃1.12%，鐵1.5%，鈦1.8%，硼0.4%，鎂0.8%，余量為鋁和不可避免的雜質；
52、將鑄錠進行水冷，然后進行熱乳，冷卻后以4°C/min的升溫速度升至520°C，保溫
3.5h后，取出置于熔融狀態的硝酸鹽中，待硝酸鹽的溫度至260°C進行保溫3.2h，然后水冷至室溫得到淬火鋁合金板；