一种高韧性耐蚀铝合金型材及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高韧性耐蚀铝合金型材及其制备工艺，涉及铝合金技术领域，本发明专利技术的铝通过其他金属元素和稀土元素形成铝化物弥散相，产生协同作用，提高铝合金型材的强度、断裂韧性和耐腐蚀性，稀土元素Nd、Yb、Y加入熔液后明显细化合金组织，生成新的稀土相，有效提高铝合金型材的力学性能；制备工艺中的熔炼、精炼、除气、除渣步骤均通过熔炼除渣浇铸设备完成，以提高精炼熔液的纯度和各元素的分散均匀度；氟碳漆在铝合金型材表面喷涂成膜后，含氟侧链和乙烯基集中在涂膜表面，形成疏水疏油的基团，起到良好的防水、防油、耐腐蚀的效果。耐腐蚀的效果。耐腐蚀的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性耐蚀铝合金型材及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及铝合金
，具体涉及一种高韧性耐蚀铝合金型材及其制备工艺。

技术介绍

[0002]通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金，添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度；申请号2017102961492的专利公开了一种高韧性耐蚀铝合金型材及其制备工艺，以铝合金型材的总量为基准，按重量百分比计，高韧性耐蚀铝合金型材含有以下元素：Zn1.17～3.48％，Zr 0.008～0.21％，B 0.89～1.75％，Mg 1.25～3.71％，Ni 1.21～3.81％，Cu0.08～0.36％，Ti 0.26～0.84％，Ta 0.005～0.12％，微量元素0.01～0.03％，其余为Al和不可避免的杂质，该专利技术提供的高韧性耐蚀铝合金型材中形成了铝化物弥散相，并产生协同作用，起到细化铸态晶粒，强化钉扎位错的作用，从而显著提高了铝合金型材的再结晶温度，改善了铝合金型材的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性；在制备时进行超声处理，不仅可以提高合金熔液中各物质的均匀度，还可以使杂质从熔液中分离出来，从而达到提高铝合金强度的作用；但研究发现还存在以下的技术问题：铝合金型材的强度、韧性和耐腐蚀性有待提高，制备时缺乏配套设备进行高效的除气、除渣滓，针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高韧性耐蚀铝合金型材及其制备工艺，用于解决现有技术中铝合金型材的强度、韧性和耐腐蚀性有待提高，制备时缺乏配套设备进行高效的除气、除渣滓的技术问题。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种高韧性耐蚀铝合金型材，按照如下重量百分比的元素配制铝合金型材的原料：Si 0.03~0.12wt%、Fe 0.13~0.35wt%、Cu 0.05~0.08wt%、Mn 0.06~0.15wt%、Ni 0.1~0.3wt%、Zr 0.025~0.046wt%、Cr 0.03~0.08wt%、Nd 0.016~0.045wt%、Yb 0.02~0.06wt%、Y 0.035~0.062wt%，余量为Al和不可避免的杂质；其中，元素Nd、Yb、Y的加和含量为0.085~0.155wt%；该铝合金型材按照配料熔炼、精炼、除气除渣、真空浇铸、轧制、固溶处理、时效处理、氟碳漆喷涂制备得到。
[0005]一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，包括以下步骤：S1、配料熔炼：按照如下重量百分比的元素，Si 0.03~0.12wt%、Fe 0.13~0.35wt%、Cu 0.05~0.08wt%、Mn 0.06~0.15wt%、Ni 0.1~0.3wt%、Zr 0.025~0.046wt%、Cr 0.03~0.08wt%、Nd 0.016~0.045wt%、Yb 0.02~0.06wt%、Y 0.035~0.062wt%，余量为Al和不可避免
的杂质，元素Nd、Yb、Y的加和含量为0.085~0.155wt%；选择铝锭、铝硅合金、铝铁合金、铝铜合金、铝锰合金、铝镍合金、铝锆合金、铝铬合金，加入熔炼除渣浇铸设备的熔炼炉内，升温至740~760℃，保温熔炼30~50min后，加入铝稀土合金，升温至980~1000℃，保温搅拌熔炼得到熔炼液；S2、精炼、除气除渣：待熔炼液温度降低至760~780℃后，向熔炼炉20内加入熔炼液质量0.16~0.22%的精炼剂，排出熔炼液内的氧气，并通过电动排渣机构排出氧化铝渣滓，得到精炼熔液；S3、真空浇铸：精炼熔液进入浇铸炉30内，水冷降温至680~700℃后进行真空连续浇铸，得到铸坯；S4、轧制：铸坯进行连续轧制，控制入轧的温度为520~540℃，终轧温度为260~280℃，得到轧制型材；其中，轧制的速度为4.2~4.8m/min，水冷降温至35~45℃；S5、固溶处理：将轧制型材按照5~10℃/min的速度升温至480~500℃，保温30~50min，再以3~6℃/min的速度升温至520~535℃，保温15~25min，高压水喷淋淬火降温至30~40℃，得到固溶处理型材；S6、时效处理：固溶处理型材升温至105~115℃时效处理10~12小时，得到时效处理型材；S7、氟碳漆喷涂：时效处理型材的外表面喷涂氟碳漆得到铝合金型材。
[0006]进一步的，步骤S1升温、保温熔炼的具体过程为：液压油缸通过其活塞杆驱动控制箱沿限位板上下滑动，调节石墨加热棒伸入熔炼炉内的位置；启动驱动电机，驱动电机驱动石墨加热棒转动，石墨加热棒升温后对原料进行保温熔炼。
[0007]进一步的，步骤S2排出熔炼液内的氧气的具体过程为：开启氮气钢瓶，氮气钢瓶内的氮气经过气体增压泵增压后，由进气管进入石墨加热棒内腔，从多个出气口喷出至熔液内，排出熔液内的氧气。
[0008]进一步的，步骤S2电动排渣机构排出氧化铝渣滓的具体过程为：伺服电机驱动转动轴转动，转动轴带动转动筒转动，转动筒外围的棘爪也随之转动，对内啮合棘轮施力，使得内啮合棘轮带动扒渣板转动，将漂浮在熔液表面的氧化铝等渣滓排入排渣腔内，在排渣腔内冷凝收集。
[0009]进一步的，所述精炼剂由Na3AlF6、MgCl2、NaF、Na2SiF6、AlF3、NaCl按照质量比1:2:1:1:2:3混合粉碎而成。
[0010]进一步的，所述氟碳漆的制备方法如下：按照重量份，将45~65份氟碳树脂、10~20份乙烯基酯树脂、6~12份乙酸乙酯、5~10份环己酮添加至反应釜中，搅拌30~50min，加入3~8份滑石粉、1~3份二硫化钼、2~6份羧甲基纤维素钠后，混合均匀，过滤即可。
[0011]进一步的，所述熔炼除渣浇铸设备包括机架、熔炼炉、浇铸炉和可调加热除气机构，可调加热除气机构包括控制箱、液压油缸和石墨加热棒，液压油缸的活塞杆贯穿固定板设置，固定板的两侧设有限位板，限位板向下延伸与第一安装板固定连接，活塞杆的底端与控制箱的顶部连接，液压油缸通过其活塞杆驱动控制箱沿限位板上下滑动；控制箱的内腔通过卡槽安装有若干个石墨加热棒，石墨加热棒朝熔炼炉内腔延伸；卡槽的上方安装有驱动电机，石墨加热棒的外周向外延伸设置有多个出气口，石墨加热棒的内腔延伸设置有进气管，进气管随着石墨加热棒的转动位置不发生变化；进气管延伸出控制箱外与气体增压
泵的出气端连接，气体增压泵的进气端通过出气管与氮气钢瓶连接。
[0012]进一步的，熔炼炉的顶部一侧设有排渣腔，熔炼炉上靠近排渣腔处设有电动排渣机构；电动排渣机构包括伺服电机、转动筒和内啮合棘轮，转动筒的轴心设有转动轴，转动轴贯穿熔炼炉设置，转动筒的外围转动连接有若干个棘爪，棘爪与内啮合棘轮的内围接触；伺服电机从熔炼炉的外部伸入后与转动轴连接，内啮合棘轮的外围环形阵列分布多个弯折状的扒渣板，扒渣板的外缘靠近排渣腔。
[0013]本专利技术具备下述有益效果：1、本专利技术的高韧性耐蚀铝合金型材，铝通过其他金属元素和稀土元素形成了铝化物弥散相，产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧性耐蚀铝合金型材，其特征在于，按照如下重量百分比的元素配制铝合金型材的原料：Si 0.03~0.12wt%、Fe 0.13~0.35wt%、Cu 0.05~0.08wt%、Mn 0.06~0.15wt%、Ni 0.1~0.3wt%、Zr 0.025~0.046wt%、Cr 0.03~0.08wt%、Nd 0.016~0.045wt%、Yb 0.02~0.06wt%、Y 0.035~0.062wt%，余量为Al和不可避免的杂质；其中，元素Nd、Yb、Y的加和含量为0.085~0.155wt%；该铝合金型材按照配料熔炼、精炼、除气除渣、真空浇铸、轧制、固溶处理、时效处理、氟碳漆喷涂制备得到。2.一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、配料熔炼：按照如下重量百分比的元素，Si 0.03~0.12wt%、Fe 0.13~0.35wt%、Cu 0.05~0.08wt%、Mn 0.06~0.15wt%、Ni 0.1~0.3wt%、Zr 0.025~0.046wt%、Cr 0.03~0.08wt%、Nd 0.016~0.045wt%、Yb 0.02~0.06wt%、Y 0.035~0.062wt%，余量为Al和不可避免的杂质，元素Nd、Yb、Y的加和含量为0.085~0.155wt%；选择铝锭、铝硅合金、铝铁合金、铝铜合金、铝锰合金、铝镍合金、铝锆合金、铝铬合金，加入熔炼除渣浇铸设备的熔炼炉（20）内，升温至740~760℃，保温熔炼30~50min后，加入铝稀土合金，升温至980~1000℃，保温搅拌熔炼得到熔炼液；S2、精炼、除气除渣：待熔炼液温度降低至760~780℃后，向熔炼炉20内加入熔炼液质量0.16~0.22%的精炼剂，排出熔炼液内的氧气，并通过电动排渣机构排出氧化铝渣滓，得到精炼熔液；S3、真空浇铸：精炼熔液进入浇铸炉30内，水冷降温至680~700℃后进行真空连续浇铸，得到铸坯；S4、轧制：铸坯进行连续轧制，控制入轧的温度为520~540℃，终轧温度为260~280℃，得到轧制型材；其中，轧制的速度为4.2~4.8m/min，水冷降温至35~45℃；S5、固溶处理：将轧制型材按照5~10℃/min的速度升温至480~500℃，保温30~50min，再以3~6℃/min的速度升温至520~535℃，保温15~25min，高压水喷淋淬火降温至30~40℃，得到固溶处理型材；S6、时效处理：固溶处理型材升温至105~115℃时效处理10~12小时，得到时效处理型材；S7、氟碳漆喷涂：时效处理型材的外表面喷涂氟碳漆得到铝合金型材。3.根据权利要求2所述的一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，步骤S1升温、保温熔炼的具体过程为：液压油缸（42）通过其活塞杆驱动控制箱（41）沿限位板（45）上下滑动，调节石墨加热棒（43）伸入熔炼炉（20）内的位置；启动驱动电机（47），驱动电机（47）驱动石墨加热棒（43）转动，石墨加热棒（43）升温后对原料进行保温熔炼。4.根据权利要求2所述的一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，步骤S2排出熔炼液内的氧气的具体过程为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜强，刘芬，张征领，
申请(专利权)人：常州市凯宏铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：