一種耐腐蝕鋁合金的制作方法
【專利摘要】發明公開了一種耐腐蝕鋁合金，按重量百分比計由以下成分制成：氧化釔和氧化鐠0.28%、硅1.43%、銅1.2%、鐵0.41%、鈷和鈹0.86%、鎂0.45%、鈦和鍶和硫0.032%、鋅0.12%、鉻0.02%，其余為鋁。本發明鋁合金中添加了固定配比的鈦、鍶、硫元素，有效提高了鋁合金的強度和韌性，且在鋁合金中添加的固定配比的鈷和鈹元素后，加入后能使鑄品產生良好的晶粒細化，有效克服鑄造裂紋，改善鑄件外觀，改善表面質量，添加固定配比的氧化釔和氧化鐠，其兩者協同作用提高了鋁合金的耐蝕性，本發明有效提高了鋁合金的沖擊韌性25.4%。
【專利說明】
_種耐腐蝕鍋合金
技術領域
[0001]本發明涉及化工領域，特別是涉及一種耐腐蝕鋁合金。
【背景技術】
[0002]鋁合金是純鋁的延伸產品，純鋁的密度小(p=2.7g/m3)，大約是鐵的1/3，且熔點低，約為660°C左右，鋁是面心立方結構，故具有很高的塑性(δ:32?40%，Φ:70?90%)，因此其易于加工，可制成各種型材、板材，且抗腐蝕性能好。但是純鋁的強度很低，故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。在純鋁中添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度，這樣使得其“比強度”(強度與比重的比值ob/p)勝過很多合金鋼，成為理想的結構材料，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面，飛機的機身、蒙皮、壓氣機，汽車的發動機、曲軸箱等常以鋁合金制造，以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結構重量可減輕50%以上。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種耐腐蝕鋁合金，通過以下技術方案實現:
一種耐腐蝕鋁合金，按重量百分比計由以下成分制成:氧化釔和氧化鐠0.28%、硅
I.43%、銅I.2%、鐵0.41%、鈷和鈹0.86%、鎂0.45%、鈦和鍶和硫0.032%、鋅0.12%、鉻0.02%，其余為鋁。
[0004]進一步地，所述氧化釔和氧化鐠的添加質量比例為氧化釔:氧化鐠為5:7。
[0005]進一步地，所述鈷和鈹的添加質量比例為鈷:鈹為2:1。
[0006]進一步地，所述鈦和鍶和硫的添加質量比例為鈦:鍶:硫為2:4:1。
[0007]—種耐腐蝕鋁合金的制作方法，包括:
1)、熔煉:將按各自質量百分比配備的硅、銅、鐵、鎂、鋅、鉻，放入按所述質量百分比配備的Al熔體中，熔煉溫度為700 0C，熔煉時間2小時后，添加氧化釔和氧化鐠，熔煉溫度為7040C，熔煉2小時后，添加鈷和鈹，熔煉溫度為7060C，熔煉2小時后，添加鈦和鍶和硫，熔煉4小時，熔煉溫度為706 °C，得到混合熔體I ；
2)、攪拌:熔煉完成后對所述混合熔體A進行兩次攪拌，每次攪拌時間18分鐘，第一次攪拌速度為350r/min，第二次攪拌速度為800r/min，得到混合熔體2;
3)、精煉:向所述混合熔體2內加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為7180C，精煉時間為25分鐘，精煉完成后靜置30分鐘，得到混合熔體3;所述精練劑按重量份計由以下成份制成:氟化鋁4、氟鈦酸鉀1、氟化鎂3 ；
4)、成分調整:測試所述混合熔體3內的各所述組分分別所占的質量百分比，對質量百分比存在偏差的所述組分的含量進行調整，保證各所述組分的含量對應其所述質量百分比，得到混合溶體4;
5)、將所述混合熔體4靜置保溫，保溫溫度為718°C，保溫時間為18分鐘，得到混合熔體 5；
6)、在線除氣:向所述混合熔體5內通入氬氣并進行攪拌，除氣時間為20分鐘，得到混合熔體6 ；
7)、過濾:對所述混合恪體6進行三級過濾，第一級過濾為20ppi，第二級過濾為40ppi，第三級過濾為60ppi，過濾時所述混合熔體6控制在740°C，得到混合熔體7;
8)、鑄造:對所述混合熔體7進行低液位鑄造，液位高度為120mm，鑄造速度為15mm/min，水流量為550171^11，最后進行快冷處理，冷速為0.15°(:/8，得到鋁合金。
[0008]Al-Si系合金的共晶Si結晶時生成如針狀的短圓棒晶粒，其強度和韌性都低。而大多數鋁合金在固態下無相變，不能通過熱處理手段調整尺寸，而要通過控制其初始結晶過程來調整晶粒尺寸，細化晶粒，從而改善鋁合金性能；添加固定配比的鈦、鍶、硫元素可將Al-Si系合金的共晶Si的晶粒細化并變成粒狀，使合金的強度和韌度獲得很大提高，可以中和鐵元素的有害作用，可以將含鐵0.41%合金的伸長率由0.8%提高到4.8%，抗拉強度由172MPa增到198MPa。在鋁合金中添加了固定配比的鈷和鈹元素后，加入后能使鑄品產生良好的晶粒細化，優異的細化效果使鑄件得到細小的等軸晶，消除了羽毛晶和柱狀晶，為以后的加工提供了良好的內在組織結構，能有效地克服鑄造裂紋，減少鑄錠冷隔，能夠提高合金強度，改善延伸率和韌性。
[0009]通過添加固定配比的氧化釔和氧化鐠，其兩者協同作用提高了鋁合金的耐蝕性。當添加氧化釔和氧化鐠的總含量為0.28%，并且以5:7的配比添加時，鋁合金的耐蝕性最好，變質效果最為顯著;在腐蝕周期內較未變質合金其平均腐蝕失重降低56.21%，平均腐蝕速率降低了28%，鋁合金自腐蝕電位提高了560mV，同時腐蝕初期表面氧化膜相對完整、較高的反應電阻抑制了點蝕的產生。添加氧化釔和氧化鐠的合金與未添加的鋁合金相比，晶粒尺寸明顯減小，組織明顯細化，氧化釔和氧化鐠加入后均勻分布在晶粒內及晶界處，使晶界、晶粒成分趨于均勻一致，降低了電化學腐蝕。
[0010]鉻對鋁合金有一定的強化作用，還能改善合金韌性和降低應力腐蝕開裂敏感性。但會增加淬火敏感性，使陽極氧化膜呈黃色;鋅單獨加入鋁中，在變形條件下對鋁合金強度的提高十分有限，同時存在應力腐蝕開裂、傾向，因而限制了它的應用;本申請經過大量實驗研究得出通過添加0.12%鋅與0.02%鉻的配合作用，能降低淬火敏感性，避免了氧化膜成黃色的問題，還能解決鋅單獨添加時對鋁合金強度提高有限的問題，同時避免了應力腐蝕開裂、傾向，極大地提高了鋁合金的綜合性能。
[0011]本發明的有益效果為:本發明鋁合金中添加了固定配比的鈦、鍶、硫元素，有效提高了鋁合金的強度和韌性，且在鋁合金中添加的固定配比的鈷和鈹元素后，加入后能使鑄品產生良好的晶粒細化，有效克服鑄造裂紋，改善鑄件外觀，改善表面質量，添加固定配比的氧化釔和氧化鐠，其兩者協同作用提高了鋁合金的耐蝕性，本發明有效提高了鋁合金的沖擊韌性25.4%。
【具體實施方式】
[0012]—種耐腐蝕鋁合金，其特征在于，按重量百分比計由以下成分制成:氧化釔和氧化鐠0.28%、硅1.43%、銅1.2%、鐵0.41%、鈷和鈹0.86%、鎂0.45%、鈦和鍶和硫0.032%、鋅0.12%、鉻0.02%，其余為鋁。
[0013]2.根據權利要求1所述的一種耐腐蝕鋁合金，其特征在于，所述氧化釔和氧化鐠的添加質量比例為氧化釔:氧化鐠為5:7。
[0014]3.根據權利要求1所述的一種耐腐蝕鋁合金，其特征在于，所述鈷和鈹的添加質量比例為鈷:鈹為2:1。
[0015]4.根據權利要求1所述的一種耐腐蝕鋁合金，其特征在于，所述鈦和鍶和硫的添加質量比例為鈦:鎖:硫為2:4:1。
[0016]5.根據權利要求1-4所述的一種耐腐蝕鋁合金的制作方法，其特征在于，包括:
1)、熔煉:將按各自質量百分比配備的硅、銅、鐵、鎂、鋅、鉻，放入按所述質量百分比配備的Al熔體中，熔煉溫度為700 0C，熔煉時間2小時后，添加氧化釔和氧化鐠，熔煉溫度為7040C，熔煉2小時后，添加鈷和鈹，熔煉溫度為7060C，熔煉2小時后，添加鈦和鍶和硫，熔煉4小時，熔煉溫度為706 °C，得到混合熔體I ；
2)、攪拌:熔煉完成后對所述混合熔體A進行兩次攪拌，每次攪拌時間18分鐘，第一次攪拌速度為350r/min，第二次攪拌速度為800r/min，得到混合熔體2;
3)、精煉:向所述混合熔體2內加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為7180C，精煉時間為25分鐘，精煉完成后靜置30分鐘，得到混合熔體3;所述精練劑按重量份計由以下成份制成:氟化鋁4、氟鈦酸鉀1、氟化鎂3 ；
4)、成分調整:測試所述混合熔體3內的各所述組分分別所占的質量百分比，對質量百分比存在偏差的所述組分的含量進行調整，保證各所述組分的含量對應其所述質量百分比，得到混合溶體4;
5)、將所述混合熔體4靜置保溫，保溫溫度為718°C，保溫時間為18分鐘，得到混合熔體
5；
6)、在線除氣:向所述混合熔體5內通入氬氣并進行攪拌，除氣時間為20分鐘，得到混合熔體6 ；
7)、過濾:對所述混合恪體6進行三級過濾，第一級過濾為20ppi，第二級過濾為40ppi，第三級過濾為60ppi，過濾時所述混合熔體6控制在740°C，得到混合熔體7;
8)、鑄造:對所述混合熔體7進行低液位鑄造，液位高度為120mm，鑄造速度為15mm/min，水流量為550171^11，最后進行快冷處理，冷速為0.15°(:/8，得到鋁合金。
[0017]Al-Si系合金的共晶Si結晶時生成如針狀的短圓棒晶粒，其強度和韌性都低。而大多數鋁合金在固態下無相變，不能通過熱處理手段調整尺寸，而要通過控制其初始結晶過程來調整晶粒尺寸，細化晶粒，從而改善鋁合金性能；添加固定配比的鈦、鍶、硫元素可將Al-Si系合金的共晶Si的晶粒細化并變成粒狀，使合金的強度和韌度獲得很大提高，可以中和鐵元素的有害作用，可以將含鐵0.41%合金的伸長率由0.8%提高到4.8%，抗拉強度由172MPa增到198MPa。在鋁合金中添加了固定配比的鈷和鈹元素后，加入后能使鑄品產生良好的晶粒細化，優異的細化效果使鑄件得到細小的等軸晶，消除了羽毛晶和柱狀晶，為以后的加工提供了良好的內在組織結構，能有效地克服鑄造裂紋，減少鑄錠冷隔，能夠提高合金強度，改善延伸率和韌性。
[0018]通過添加固定配比的氧化釔和氧化鐠，其兩者協同作用提高了鋁合金的耐蝕性。當添加氧化釔和氧化鐠的總含量為0.28%，并且以5:7的配比添加時，鋁合金的耐蝕性最好，變質效果最為顯著;在腐蝕周期內較未變質合金其平均腐蝕失重降低56.21%，平均腐蝕速率降低了28%，鋁合金自腐蝕電位提高了560mV，同時腐蝕初期表面氧化膜相對完整、較高的反應電阻抑制了點蝕的產生。添加氧化釔和氧化鐠的合金與未添加的鋁合金相比，晶粒尺寸明顯減小，組織明顯細化，氧化釔和氧化鐠加入后均勻分布在晶粒內及晶界處，使晶界、晶粒成分趨于均勻一致，降低了電化學腐蝕。
【主權項】
1.一種耐腐蝕鋁合金，其特征在于，按重量百分比計由以下成分制成:氧化釔和氧化鐠0.28%、硅I.43%、銅 I.2%、鐵0.41%、鈷和鈹0.86%、鎂0.45%、鈦和鍶和硫0.032%、鋅0.12%、鉻0.02%，其余為鋁。2.根據權利要求1所述的一種耐腐蝕鋁合金，其特征在于，所述氧化釔和氧化鐠的添加質量比例為氧化釔:氧化鐠為5:7。3.根據權利要求1所述的一種耐腐蝕鋁合金，其特征在于，所述鈷和鈹的添加質量比例為鈷:鈹為2:1。4.根據權利要求1所述的一種耐腐蝕鋁合金，其特征在于，所述鈦和鍶和硫的添加質量比例為鈦:鎖:硫為2:4:1。5.根據權利要求1-4所述的一種耐腐蝕鋁合金的制作方法，其特征在于，包括: 1)、熔煉:將按各自質量百分比配備的硅、銅、鐵、鎂、鋅、鉻，放入按所述質量百分比配備的Al熔體中，熔煉溫度為700 0C，熔煉時間2小時后，添加氧化釔和氧化鐠，熔煉溫度為7040C，熔煉2小時后，添加鈷和鈹，熔煉溫度為7060C，熔煉2小時后，添加鈦和鍶和硫，熔煉4小時，熔煉溫度為706 °C，得到混合熔體I ； 2)、攪拌:熔煉完成后對所述混合熔體A進行兩次攪拌，每次攪拌時間18分鐘，第一次攪拌速度為350r/min，第二次攪拌速度為800r/min，得到混合熔體2; 3)、精煉:向所述混合熔體2內加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為718°C，精煉時間為25分鐘，精煉完成后靜置30分鐘，得到混合熔體3;所述精練劑按重量份計由以下成份制成:氟化鋁4、氟鈦酸鉀1、氟化鎂3 ； 4)、成分調整:測試所述混合熔體3內的各所述組分分別所占的質量百分比，對質量百分比存在偏差的所述組分的含量進行調整，保證各所述組分的含量對應其所述質量百分比，得到混合溶體4; 5)、將所述混合熔體4靜置保溫，保溫溫度為718°C，保溫時間為18分鐘，得到混合熔體5； 6)、在線除氣:向所述混合熔體5內通入氬氣并進行攪拌，除氣時間為20分鐘，得到混合熔體6 ； 7)、過濾:對所述混合恪體6進行三級過濾，第一級過濾為20ppi，第二級過濾為40ppi，第三級過濾為60ppi，過濾時所述混合熔體6控制在740°C，得到混合熔體7; 8)、鑄造:對所述混合熔體7進行低液位鑄造，液位高度為120mm，鑄造速度為15mm/min，水流量為550171^11，最后進行快冷處理，冷速為0.15°(:/8，得到鋁合金。
【文檔編號】C22C32/00GK105925857SQ201610332667
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】吳志祥
【申請人】安徽省安慶市金譽金屬材料有限公司