一种提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺制造技术

本发明专利技术属于铝合金制造技术领域，涉及一种提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺，铝合金原料按照重量百分比进行配料，即：Si：0.50～0.65％、Fe≤0.2％、Cu：0.25～0.35％、Mn≤0.10％、Mg：0.9～1.1％、Cr：0.13～0.26％、Ni≤0.05％、Zn≤0.04％、Ti≤0.15％、单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al，热轧工序中采用大变形量轧制和小变形量控温轧制相结合的热轧工艺，制备了一种耐腐蚀性优良的6061‑T651合金厚板，板材晶粒组织细小、均匀，在不损失力学性能的情况下，极大改善了该种板材在酸性环境下的耐腐蚀能力。

A rolling process for improving the surface corrosion resistance of 6061 aluminum alloy

【技术实现步骤摘要】
一种提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺
本专利技术属于铝合金制造
，涉及一种提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺，尤其涉及一种酸性环境下耐腐蚀性优良的6061-T651铝合金厚板的轧制工艺。
技术介绍
铝合金具有密度小、比强度高、机械加工性和耐腐蚀性好等综合特性，被广泛应用于航空航天、船舶运输、零件制造等领域。其中，6xxx系铝合金在固溶热处理后强度较低，适用于加工对尺寸精度要求较高的零器件，并可以在后续处理后达到较高的强度和良好的耐腐蚀性能。传统半导体行业的机械零件多采用不锈钢制备，而轻量化、节能化的发展趋势下，采用铝合金(如6061等)替代不锈钢无疑是一种好的选择，可以大幅度减轻活动件的重量，减少工作过程中因其本身动作而消耗的能量，达到降低生产成本的目的。而现有传统工艺生产的普通6061合金经硬质氧化后的耐腐蚀性仍不够理想，达不到半导体零件应用的要求标准，无法替代不锈钢材料。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为了解决现有生产工艺制备的6061-T651合金厚板耐腐蚀性达不到半导体零件应用要求，无法替代不锈钢材料的问题，提供一种提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺，极大改善了6061-T651合金厚板在酸性环境下的耐腐蚀能力，提高了采用其加工成的零件的可靠程度和服役寿命，为铝合金在半导体零件制备领域替代不锈钢材料提供了有力支持。为达到上述目的，本专利技术提供一种提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺，包括以下步骤：A、配料：将制备铝合金中厚板的铝合金原料按照重量百分比进行配料，即：Si：0.50～0.65％、Fe≤0.2％、Cu：0.25～0.35％、Mn≤0.10％、Mg：0.9～1.1％、Cr：0.13～0.26％、Ni≤0.05％、Zn≤0.04％、Ti≤0.15％、单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al；B、熔铸：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金，经扒渣、过滤后将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；C、均匀化：将铝合金铸锭在加热炉中进行均匀化热处理，均匀化热处理的工艺为：铝合金铸锭升温至530～565℃，保温20～24h；D、锯切铣面：将均匀化热处理后的铝合金铸锭在冷却室冷却后切去头尾并铣去铝合金铸锭表面凝壳层；E、铸锭加热：将锯切铣面后的铝合金铸锭置于加热炉中加热，加热炉温度为480～530℃，保温时间为2～4h；F、热轧：将加热保温后的铝合金铸锭出炉热轧，轧制道次为15～25，轧制中后部有3～5道次的大变形量轧制，单道次变形量不低于50mm，之后转小变形量控温轧制，单道次变形量不高于15mm，根据轧制情况和板材温度反馈实时调节乳液喷淋模式，控制板材终轧温度200～230℃；G、固溶淬火：将热轧后的铝合金板材进行固溶处理，固溶温度为525～545℃，保温时间为15～40min，保温结束后淬火出炉；H、拉伸矫直：将固溶淬火后铝合金板材水冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸率为1.5～2.5％；I、时效：将拉伸矫直后的铝合金板材进行时效处理，时效温度为160～180℃，保温时间为12～14h，时效后的板材经硬质阳极氧化得到成品6061-T651板材。进一步，步骤B将配置好的铝合金原料依次投入熔炼炉中进行熔炼，并使用熔剂进行精炼覆盖，投料后待炉内出现铝水时开始搅拌，搅拌均匀后熔炼为液态铝合金，熔炼温度730～750℃，将熔炼后的铝合金熔体倒入精炼炉精炼，精炼温度720～740℃，精炼时间为20min，精炼后的铝合金熔体在720±5℃静置20min，将精炼后的铝合金熔体通入高纯氩气并搅拌熔体，除去铝合金熔体中的杂质气体，然后将除气后的铝合金熔体通过孔径≥50ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤，过滤温度为720±5℃。进一步，步骤C和步骤E中加热炉为推进式加热炉。进一步，步骤F在第10～12道次进行大变形量轧制，在第13道次之后转小变形量进行控温轧制。进一步，步骤G将冷轧后的铝合金板材置于辊底炉中进行固溶淬火处理。进一步，步骤G淬火方式为水冷，水冷淬火速度为10～40℃/s。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所公开的提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺，在成分方面，主要通过控制较低的Fe元素含量、适量的Mg、Si元素含量，以及部分Cr元素添加。富Fe相常析出于晶界位置会导致板材的耐腐蚀性降低，因此通过控制较低的Fe元素添加，进一步控制成品板材中的附Fe相数量，可有效改善合金耐腐蚀性。Mg、Si元素是6xxx系铝合金中的主合金元素，添加的量决定了成品板材的力学性能。添加Cr元素有助于细化晶粒，改善合金的力学和耐腐蚀性能。组织方面控制晶粒组织细小且均匀，有助于控制合金在后续硬质氧化过程中生长出均匀致密的氧化层，提高合金的耐腐蚀性能。本专利主要通过控制热轧工艺过程来达到调控晶粒组织的目的，具体为热轧过程中采用大变形量轧制和小变形量控温轧制相结合工艺。其中大变形量轧制可促进附Fe相的破碎，减少大尺寸附Fe相的比例，有利于提高晶粒的均匀性，并对合金耐腐蚀性能提升有益；小变形量控温轧制可以控制轧制后的板材中保留有较大的畸变能，有利于促进后续的固溶过程中的晶粒再结晶，使得晶粒组织细小。2、本专利技术所公开的提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺，对传统6061合金的成分进行了优化，采用大变形量轧制和小变形量控温轧制相结合的热轧工艺，制备获得了一种耐腐蚀性优良的6061-T651合金厚板，板材晶粒组织细小、均匀，在不损失力学性能的情况下，极大改善了该种板材在酸性环境下的耐腐蚀能力，提高了采用其加工成的零件的服役寿命，为铝合金在半导体零件制备领域替代不锈钢材料提供了有力支持。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为本专利技术实施例1制备的铝合金板材沿各个截面的金相图；图2为本专利技术实施例2制备的铝合金板材沿各个截面的金相图；图3为本专利技术对比例制备的铝合金板材沿各个截面的金相图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。实施例1一种提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺，包括以下步骤：A、配料：计算各铝合金原料用量并按配比准备铝合金原料，6061铝合金原料各元素质量百分数配比如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺，其特征在于，包括以下步骤：/nA、配料：将制备铝合金中厚板的铝合金原料按照重量百分比进行配料，即：Si：0.50～0.65％、Fe≤0.2％、Cu：0.25～0.35％、Mn≤0.10％、Mg：0.9～1.1％、Cr：0.13～0.26％、Ni≤0.05％、Zn≤0.04％、Ti≤0.15％、单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al；/nB、熔铸：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金，经扒渣、过滤后将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；/nC、均匀化：将铝合金铸锭在加热炉中进行均匀化热处理，均匀化热处理的工艺为：铝合金铸锭升温至530～565℃，保温20～24h；/nD、锯切铣面：将均匀化热处理后的铝合金铸锭在冷却室冷却后切去头尾并铣去铝合金铸锭表面凝壳层；/nE、铸锭加热：将锯切铣面后的铝合金铸锭置于加热炉中加热，加热炉温度为480～530℃，保温时间为2～4h；/nF、热轧：将加热保温后的铝合金铸锭出炉热轧，轧制道次为15～25，轧制中后部有3～5道次的大变形量轧制，单道次变形量不低于50mm，之后转小变形量控温轧制，单道次变形量不高于15mm，根据轧制情况和板材温度反馈实时调节乳液喷淋模式，控制板材终轧温度200～230℃；/nG、固溶淬火：将热轧后的铝合金板材进行固溶处理，固溶温度为525～545℃，保温时间为15～40min，保温结束后淬火出炉；/nH、拉伸矫直：将固溶淬火后铝合金板材水冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸率为1.5～2.5％；/nI、时效：将拉伸矫直后的铝合金板材进行时效处理，时效温度为160～180℃，保温时间为12～14h，时效后的板材经硬质阳极氧化得到成品6061-T651板材。/n...

【技术特征摘要】
1.一种提高6061铝合金表面耐腐蚀性的轧制工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、配料：将制备铝合金中厚板的铝合金原料按照重量百分比进行配料，即：Si：0.50～0.65％、Fe≤0.2％、Cu：0.25～0.35％、Mn≤0.10％、Mg：0.9～1.1％、Cr：0.13～0.26％、Ni≤0.05％、Zn≤0.04％、Ti≤0.15％、单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al；
B、熔铸：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金，经扒渣、过滤后将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；
C、均匀化：将铝合金铸锭在加热炉中进行均匀化热处理，均匀化热处理的工艺为：铝合金铸锭升温至530～565℃，保温20～24h；
D、锯切铣面：将均匀化热处理后的铝合金铸锭在冷却室冷却后切去头尾并铣去铝合金铸锭表面凝壳层；
E、铸锭加热：将锯切铣面后的铝合金铸锭置于加热炉中加热，加热炉温度为480～530℃，保温时间为2～4h；
F、热轧：将加热保温后的铝合金铸锭出炉热轧，轧制道次为15～25，轧制中后部有3～5道次的大变形量轧制，单道次变形量不低于50mm，之后转小变形量控温轧制，单道次变形量不高于15mm，根据轧制情况和板材温度反馈实时调节乳液喷淋模式，控制板材终轧温度200～230℃；
G、固溶淬火：将热轧后的铝合金板材进行固溶处理，固溶温度为525～545℃，保温时间为15～40min，保温结束后淬火出炉；
H、拉伸矫直：将固溶淬火后铝合金板材水冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸率为1.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金生，祖立成，张立鑫，杜凤彪，张冉，
申请(专利权)人：天津忠旺铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12