一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr焊丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于舰船的高强度Al‑Mg‑Zr合金焊丝，该合金板材包括以下重量百分比的成分：Mg 5.5～6.5％、Mn 0.7～1.1％、Zr 0.02～0.15％、Er 0～0.3％、Si 0～0.4％、Fe 0～0.4％、其他单个杂质元素单个含量不大于0.1％，余量为Al；本发明专利技术还公开了该合金焊丝的制备方法。本发明专利技术通过选用微量Er元素作为合金的有效成分，有效的增加了整个铝合金焊丝的力学性能，同时也使铝合金表层变形储能更高，从而从而有效的增加了焊丝接头抗拉强度、焊接接头弯曲度以及接头断后伸长率；此外，本发明专利技术工艺简单、易操作，且通过采用该方法，使得制造焊丝过程中均匀化退火处理彻底，从而有效的提高了制造得到的产品的力学性能以及防腐蚀性能。

A kind of high strength Al Mg Zr welding wire used in ships and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr焊丝及其制备方法
本专利技术属于镁铝合金制造
，具体涉及一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝及其制备方法。
技术介绍
铝合金是一种较轻的金属材料，在20世纪初才开始工业应用。第二次世界大战期间，铝材主要用于制造军用飞机；战后，由于军事工业对铝材的需求量骤减，铝工业界便着手开发民用铝合金，使其应用范围由航空工业扩展到舰船等领域。在舰船领域，随着近些年来对舰船对船体整体所用的铝合金焊丝的力学性能以及防腐蚀性的要求越来越高，现有的铝合金焊丝仍存在力学性能性能不佳接头抗拉强度弱、焊接接头弯曲度低以及接头断后伸长率低的问题，难以满足使用要求；因此，研究具有力学性能佳的铝合金焊丝，是目前科研人员主要攻克的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝，解决了现有合金力学性能不佳，且表层变形储能低，从而导致焊丝接头抗拉强度弱、焊接接头弯曲度低以及接头断后伸长率低的问题。本专利技术的主要目的还在于提供一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，解决了现有技术中均匀化退火处理不彻底、从而导致制备得到的产品的力学性能不佳、防腐蚀效果不好的问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝，该合金板材包括以下重量百分比的成分：Mg5.5～6.5％、Mn0.7～1.1％、Zr0.02～0.15％、Er0～0.3％、Si0～0.4％、Fe0～0.4％、其他单个杂质元素单个含量不大于0.1％，余量为Al。本专利技术的另一个技术方案是这样实现的：一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥的熔炼炉中进行炉炼，得到镁铝合金熔炼液；步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸、挤压处理，获得镁铝合金线坯；步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成Al-Mg-Zr合金焊丝；步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。优选地，所述步骤2中，所述炉炼的温度为850～900℃，所述炉炼的时间为8～12h。优选地，所述步骤3中，所述半连续铸造工艺为：铸造温度为800～850℃，铸造的速度为80～90mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃。优选地，所述步骤4中，所述挤压处理工艺为：挤压温度为470～480℃，挤压速度为0.2～1mm·min-1，冷却方式为风冷或水冷。优选地，所述步骤5中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在280～425℃下保温5～10h，再在450～510℃下保温12～24h，最后出炉。优选地，所述步骤6中，所述拉制时的拉制延伸率为15～20％；优选地，所述步骤6中，所述Al-Mg-Zr合金焊丝的直径为0.8～3.2mm。与现有技术相比，本专利技术通过选用微量Er元素作为合金的有效成分，有效的增加了整个铝合金焊丝的力学性能，同时也使铝合金表层变形储能更高，从而从而有效的增加了焊丝接头抗拉强度、焊接接头弯曲度以及接头断后伸长率；此外，本专利技术通过采用中频熔炼铝和铝合金原料、合金化以及精炼的工序连续浇注制成铝合金线坯，此工序中轧制和拉丝作为减径的主要因素，同时在合理的道次变形量、走线速度、退火时间以及温度等工艺参数的限定下，有效的保证了铝合金焊丝的密实度和加工性能；本专利技术工艺简单、易操作，且通过采用该方法，使得制造焊丝过程中均匀化退火处理彻底，从而有效的提高了制造得到的产品的力学性能以及防腐蚀性能。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供的一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝，该合金焊丝包括以下重量百分比的成分Mg5.5～6.5％、Mn0.7～1.1％、Zr0.02～0.15％、Er0～0.3％、Si0～0.4％、Fe0～0.4％、其他单个杂质元素单个含量不大于0.1％，余量为Al。采用上述方案后，通过选用微量Er元素作为合金的有效成分，有效的增加了整个铝合金焊丝的力学性能，同时也使镁铝合金焊丝表层变形储能更高，从而有效的增加了焊丝接头抗拉强度、焊接接头弯曲度以及接头断后伸长率。本专利技术实施例还提供了该合金焊丝的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为850～900℃的熔炼炉中进行炉炼8～12h，获得镁铝合金熔炼液；步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为800～850℃，铸造的速度为80～90mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为470～480℃且挤压速度为挤压速度为0.2～1mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在280～425℃下保温5～10h，再在450～510℃下保温12～24h，最后出炉；步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为0.8～3.2mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。采用上述方案后，通过采用中频熔炼铝和铝合金原料、合金化以及精炼的工序连续浇注制成铝合金线坯，此工序中轧制和拉丝作为减径的主要因素，同时在合理的道次变形量、走线速度、退火时间以及温度等工艺参数的限定下，有效的保证了铝合金焊丝的密实度和加工性能；本专利技术工艺简单、易操作，且通过采用该方法，使得制造焊丝过程中均匀化退火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝，其特征在于，该合金板材包括以下重量百分比的成分：Mg 5.5～6.5％、Mn 0.7～1.1％、Zr 0.02～0.15％、Er 0～0.3％、Si 0～0.4％、Fe 0～0.4％、其他单个杂质元素单个含量不大于0.1％，余量为Al。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝，其特征在于，该合金板材包括以下重量百分比的成分：Mg5.5～6.5％、Mn0.7～1.1％、Zr0.02～0.15％、Er0～0.3％、Si0～0.4％、Fe0～0.4％、其他单个杂质元素单个含量不大于0.1％，余量为Al。


2.一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥的熔炼炉中进行炉炼，得到镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸、挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成Al-Mg-Zr合金焊丝；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。


3.根据权利要求2所述的一种用于舰船的高强度Al-Mg-...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭锴，王伟，
申请(专利权)人：北京艾路浦科技发展有限公司，抚顺东工冶金材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11