一种稀土铝合金材质制成的油气管型材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土铝合金材质制成的油气管型材及其制备方法，所述的稀土铝合金为Al‑Fe‑Si‑Mg‑S‑R铝合金，其组成包括：S的含量与Mg的含量的总和不超过0.35wt％，Fe的含量不超过0.5wt％；0.05wt％～0.15wt％的Si；0.005wt％～0.25wt％的R；余量的为Al；所述S为V、Ti、Cr、Mn、Ni中的一种或多种元素，R为稀土元素中的一种或多种。在汽车，机床，大小型机械，液压等通油通气设备领域使用稀土铝合金油气管型材将为国家节约大量的铜材，在设备制造业及汽车制造业中降低生产成本。其优良的机械物理性能在设备制造各工艺环节减少能耗。

Oil and gas pipe section made of rare earth aluminium alloy material and preparation method thereof

The invention discloses a rare earth material made of Aluminum Alloy oil pipe section and a preparation method thereof, wherein the rare earth Aluminum Alloy Al Fe Si Mg S R Aluminum Alloy, consisting of the sum and the content of Mg of the S is less than 0.35wt%, the content of Fe is less than 0.5wt% 0.05wt% ~ 0.15wt%; Si; 0.005wt% ~ 0.25wt% R; margin is Al; the S is one or more elements of V, Ti, Cr, Mn, Ni, and R is one or more rare earth elements in. In the automotive, machine tool, the size of type machinery, hydraulic oil field through the use of rare earth Aluminum Alloy ventilation equipment for oil and gas pipeline section will save a lot of copper for the country, reduce the production cost in the equipment manufacturing industry and automobile manufacturing industry. Its excellent mechanical and physical properties reduce energy consumption in all aspects of equipment manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
一种稀土铝合金材质制成的油气管型材及其制备方法
本专利技术涉及一种稀土铝合金材质制成的油气管型材及其制备方法。
技术介绍
长期以来油气管型材是汽车，机床，大小型机械，设备制造，液压等通油通气领域中的主要部件。特别是近几年国民经济实现了持续快速增长，汽车，机床等设备制造业的迅速发展，对汽车，机床，大小型机械等带来更多的市场需求,随之而来的是对油气管型材需求量增大并提出了更高的要求。目前设备制造领域使用的油气管型材大多数都是用铜材质制成，少数有使用普通铝合金或纯铝材质制成的。为此生产油气管型材需要大量的铜原料，而我国是一贫铜的国家，每年工业所需铜原料大量由进口而来，对国家这一战略物资的储备是当务之急。而我国的铝资源储备量丰富，以铝代铜为思路研发了一种稀土铝合金油气管型材是根据稀土铝合金材质优良的物理特性及耐腐蚀性，使用有特定配方的稀土铝合金材质经铸锭扎制再经型材工艺制成油气管型材。稀土铝合金油气管型材有以下优点，比铜材质油气管型材成本低但有比铜材质及普通铝合金或纯铝材质的油气管型材更好的耐腐蚀性及更好的机械物理性能。在汽车，机床，大小型机械，液压等通油通气设备领域使用稀土铝合金油气管型材将为国家节约大量的铜材，在设备制造业及汽车制造业中降低生产成本。其优良的机械物理性能在设备制造各工艺环节减少能耗。如申请号CN2015103104628公开了一种稀土改性铝合金材料及其方法；其利用特定的多种稀土金属以及Cu、Zn、Mn、Ni，制备了一种高载合的稀土铝合金。但是其原料中仍需要铜金属，同时需要特定的多种稀土金属，这样造成了制造成本高，难以实现大批量的生产。专利技术内容针对铜材料市场需求高，现有的稀土铝合金制备成本高而导致的大批量生产油气管型材成本高，本专利技术提供一种成本较低、综合物理性能都较好的稀土铝合金油气管型材及其制备方法。本专利技术采用的技术方案如下：使用了一种以稀土铝合金材质制成油气管型材，稀土铝合金材质为一种Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金，其中组成重量比为：特配稀土铝合金材质，所述S的含量与Mg的含量的总和不超过0.35wt％，Fe的含量不超过0.5wt％，Si＝0.05wt％～0.15wt％；R＝0.005wt％～0.25wt％；余量的为Al；所述S为V、Ti、Cr、Mn、Ni中的一种或多种元素组合，R为稀土中的一种或多种元素组合。对于制备不同的部件，因要求的性能指标不一样采用不同的配方。优选的，Fe的含量为0.02wt％～0.4wt％；Mg＝0.05wt％～0.12wt％；S＝0.02wt％～0.25wt％。优选的，特配稀土铝合金材质，所述铝合金材质的抗拉强度≥200MPa；断裂伸长率≥20％；腐蚀率≤0.004mm/a；平均蠕变速度≤6×10-2％/h；疲劳弯折次数≥30。优选的，所述稀土铝合金还包括Ag、Cu、V金属的一种或几种。本专利技术还提供了上述的稀土铝合金材质的制备方法，包括以下步骤：(1)铸造稀土铝合金铸锭：根据上述配比配置好各个组份的量；(2)将步骤(1)的稀土铝合金铸锭进行固溶处理；固溶处理的温度为450℃～650℃，时间为45min～60min；(3)将步骤(2)处理后的所述稀土铝合金铸锭进行与时效处理；(4)将步骤(3)时效处理后的稀土铝合金铸锭进行轧制后再进行软化处理；(5)将步骤(4)处理后的稀土铝合金进行油气管型材成型处理及后处理。稀土铝合金固溶处理的温度为450℃～650℃，时间为45min～60min；所述时效处理的温度为300℃～480℃，时间为1h～4h。软化处理的温度为145℃～160℃，时间为3h～6h。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术采用了铁等低成本辅助元素，同时加入少量的稀土元素能够净化合金，细化晶粒和组织。稀土能很好的改善耐腐蚀性，铁能够改善稀土铝合金的机械强度与拉伸性能，明显提高稀土铝合金的高温抗蠕变性能与抗疲劳性能；一方面极大的提高了稀土铝合金的综合物理性能，另一方面降低了成本。本申请还限定了S与Mg的比例总和，控制好添加元素的比例能够保障对稀土铝合金性能不同的需求，稀土合金各成份良好的匹配使其具有较好的耐腐蚀性与机械物理综合性能。该方法制成的稀土铝合金油气管型材较现有铜材质油气管型材机械物理性能大幅提高，腐蚀率≤0.004mm/a优于于铜材质油气管型材及纯铝或普通铝合金材质油气管型材，造价低于铜材质油气管型材，使用寿命较铜材质油气管型材提高15～20年，稀土铝合金油气管型材的耐腐蚀性与机械物理性能得以显著提升。同时本申请采用的合成稀土铝合金油气管型材方法简易，步骤少，利于大批量的工业生产。2.合理控制时效处理和软化处理的处理温度和时间，提高合金的内部有序性，增强稀土铝合金的耐腐蚀性与机械物理性能。附图说明图1为制造稀土铝合金油气管型材工艺流程图。图2为稀土铝合金油气管材示意图图3为稀土铝合金阀门件示意图图4为稀土铝合金金相图对比图。具体实施方式本专利技术申请公开的稀土铝合金材质为一种Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金，其中组成重量比为：Fe＝0.02wt％～0.4wt％；Si＝0.05wt％～0.15wt％；Mg＝0.05wt％～0.12wt％；S＝0.02wt％～0.25wt％；R＝0.005wt％～0.25wt％；余量的为Al；所述S为V、Ti、Cr、Mn、Ni中的一种或多种元素组合，R为稀土中的一种或多种元素组合，对于制备不同的部件，因要求的性能指标不一样采用不同的配方。本专利技术申请中采用的基体铝为用工业用纯铝，由于铝原料在我国储存较大本申请中使用的纯铝具有原料供应充足、成本低、采购方便等优势；基体铝可以采用纯度为99.5％～99.9％纯铝作为基体合金原料，铝基的纯度越高合成的稀土铝合金材质品质更高，最后制成的稀土铝合金油气管型材的耐腐蚀性和机械物理性能更好。本专利技术申请中采用铝为基体，添加了微量的铁，铁可以改善铝合金的机械强度和拉伸性能，提高铝基的抗张强度、屈服极限以及耐热性能，提高合金的塑性，合金中铝与铁析出部分有Al3Fe，Al2Fe3、Al4Fe5化合物，弥散析出相能增强合金的抗疲劳性能和高温运行的耐热性能，铁的含量为0.05wt％～0.5wt％。本专利技术申请中采用铝为基体，添加了微量的Mg能很好的改善耐腐蚀性，使得原铝基材质耐腐蚀性得以显著提高，同时减少对因加铁后对耐腐蚀性影响，又不失去因加铁对机械物理性能的提高。对Mg含量的加入应准确控制是对腐蚀率与物理性能的平衡，Mg的含量为0.05wt％～0.12wt％。本专利技术申请中采用铝为基体，添加了微量的S成份，S为V、Ti、Cr、Mn、Ni中的一种或多种元素组合，所述S成份的加入可以提高合金的强度以及高温蠕变性能，并能改善抗疲劳性能，有助提高Fe、Mg固溶体在铝基中有序排列。Ti、Ni还可以改善合金的加工特性，V、Mn可以提高机械强度，提高耐腐蚀性，S的含量为0.02wt％～0.25wt％。本专利技术申请中采用铝为基体，添加了微量的R成份的稀土元素，所述稀土元素R为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土铝合金材质制成的油气管型材，其特征在于，所述的稀土铝合金为Al‑Fe‑Si‑Mg‑S‑R铝合金，其组成包括：S的含量与Mg的含量的总和小于或等于0.35wt％，Fe的含量小于或等于0.5wt％；0.05wt％～0.15wt％的Si；0.005wt％～0.25wt％的R；余量的为Al；所述S为V、Ti、Cr、Mn、Ni中的一种或多种元素，R为稀土元素中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种稀土铝合金材质制成的油气管型材，其特征在于，所述的稀土铝合金为Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金，其组成包括：S的含量与Mg的含量的总和小于或等于0.35wt％，Fe的含量小于或等于0.5wt％；0.05wt％～0.15wt％的Si；0.005wt％～0.25wt％的R；余量的为Al；所述S为V、Ti、Cr、Mn、Ni中的一种或多种元素，R为稀土元素中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种稀土铝合金材质制成的油气管型材，其特征在于，所述Fe的含量为0.02wt％～0.4wt％；所述Mg的含量为0.05wt％～0.12wt％；所述S的含量为0.02wt％～0.25wt％。3.根据权利要求1所述的一种稀土铝合金材质制成的油气管型材，其特征在于，所述稀土铝合金还包括Ag、Cu、V金属的一种或几种。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种稀土铝合金材质制成的油气管型材，其特征在于，所述稀土铝合金材质的抗拉强度≥200MPa；断裂伸长率...

【专利技术属性】
技术研发人员：王典典，熊维萍，
申请(专利权)人：四川欣意迈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51