一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金制造技术

本发明专利技术涉及铝合金技术领域，公开一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金，其按质量百分比计，主要合金成份如下：Si 0.40%~0.45%，Fe≤0.15%，Cu 0.15%~0.20%，Mn 0.05%~0.10%，Mg 0.80%~0.85%，Cr 0.05%~0.10%，Zn 0.15%~0.25%，Ti≤0.05%，单个杂质≤0.05%，杂质合计≤0.15%，余量为Al；Mg元素与Si元素的比例在1.85～2.10之间。经实际生产验证，本发明专利技术提供的6系铝合金，在挤压速度可以达到6061合金下限成份的情况下，力学性能可以达到与6061合金中值性能接近，同时其耐腐蚀性能远远优于接近性能的中值成份6061合金。性能的中值成份6061合金。

A 6-series aluminum alloy with low deformation resistance and high corrosion resistance

【技术实现步骤摘要】
一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金


[0001]本专利技术涉及铝合金
，尤其涉及一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金。

技术介绍

[0002]铝合金，因其具备重量轻（钢铁的1/3）、不生锈不易腐蚀、易回收使用、可以通过加工硬化或者热处理提高强度（高的强度
‑
重量比）、加工性能好（适合于铸造、挤压、冲压、锻造和机械加工等不同的生产工艺）、良好的导电性和导热性、无磁性、表面易于形成致密的氧化膜而耐蚀性能良好等诸多优势，在船舶与交通轻量化的制造应用中越来越发展壮大。
[0003]在铝合金的生产过程中，通过添加不同合金元素及通过不同热处理工艺，可以获得不同程度的强化；如，2系、5系、6系、7系铝合金等等。其中，在国内应用比较广泛的中高强度6系合金主要是6061合金，但是因为6061合金含Cu元素，而且Cu元素的固溶温度低，所以在挤压过程中基本Cu元素处于一个完全固溶的状态，会显著增大变形抗力。同时6061合金的成份配比中，Mg元素的下限含量为0.8%，在6系内属于偏高的Mg含量，而Mg元素的固溶量大，且固溶后对变形抗力的影响大于Si元素，所以6061合金无论如何调配成份，因为Mg元素的下限含量较高，其变形抗力都较大。
[0004]目前，针对工业用挤压型材，需要的结构强度越来越高，实际型材的结构形状也越来越复杂，甚至出现了内部多腔体多筋位的结构。这种复杂结构如果使用较低强度的6系合金生产善可，而如果使用6061合金生产因为本身的变形抗力大，会导致生产难度极大。

技术实现思路

>[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于对现有的6061合金进行改进，提供一种强度大且变形抗力小的高耐腐蚀6系铝合金。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0007]一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金，其特征在于，按质量百分比计，其合金成份如下：Si 0.40%~0.45%，Fe ≤0.15%，Cu 0.15%~0.20%，Mn 0.05%~0.10%，Mg 0.80%~0.85%，Cr 0.05%~0.10%，Zn 0.15%~0.25%，Ti ≤0.05%，单个杂质≤0.05%，杂质合计≤0.15%，余量为Al；Mg元素与Si元素的比例在1.85～2.10之间。
[0008]更为优选的是，在铸造铝合金铸锭时，将以上合金成份熔融并使用电磁搅拌设备搅拌均匀，静置10
‑
15分钟后除杂处理。
[0009]更为优选的是，铝合金挤压前进行均质化处理，均质化处理工艺为：530℃
‑
550℃，保温时间6
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12小时。
[0010]更为优选的是，均质后快速转移至冷却室进行快速冷却，快速冷却速度需要大于300℃/h。
[0011]更为优选的是，快速冷却方式为强风冷或强风冷加雾冷的方式。
[0012]更为优选的是，铝合金挤压生产时，型材出料口温度高于520℃；型材出料后进行快速淬火，淬火冷却速度大于300℃/min。
[0013]更为优选的是，铝合金挤压后进行人工时效，人工时效工艺为：一级时效温度为160℃~170℃，保温3
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4小时；二级时效温度200℃~210℃，保温1~2小时。
[0014]本专利技术的有益效果是：1）将Mg、Si、Cu元素的含量都限制在下限值附近，以减小铝棒挤压过程中的变形抗力；并通过添加0.15~0.25wt%的Zn元素来提高型材的强度。型材强度的提升不像现有技术那样通过Zn元素与Mg元素形成化合物来提升强度，因为这同时也会导致变形抗力的提升。而是在时效过程中，Zn原子取代β”相内部Si3/Al原子使Zn原子进入β”相中发生掺杂，同时Zn原子也会在界面上发生占位。而Zn原子发生掺杂可以降低相的形成焓，掺杂后Zn原子可以增大共价键强度，提髙相稳定性，提高时效响应速度，从而促进时效过程中β”相的形成，最终起到提升型材强度的效果。这种型材强度的提升技术，在提升强度的同时，几乎不提升变形抗力，从而达到一个性能与变形抗力的平衡。
[0015]2）Mg元素与Si元素的比例在1.85～2.10之间，由于Mg/Si比超过了β
‑
Mg2Si的1.73比例，Mg存在明显过剩，而当Mg元素含量过剩时，可以提升材料的耐腐蚀性能。同时，合金内添加一定量Zn元素时，因为不形成传统意义上的MgZn化合物，所以其不会在晶界形成腐蚀通道从而恶化晶间腐蚀与剥落腐蚀性能，甚至耐腐蚀性能还能较不添加Zn元素时稍有提升。
[0016]经实际生产验证，本专利技术提供的6系铝合金，在挤压速度可以达到6061合金下限成份的情况下，力学性能可以达到与6061合金中值性能接近，同时其耐腐蚀性能远远优于接近性能的中值成份6061合金。
附图说明
[0017]图1所示为对比型号1的型材断面示意图。
[0018]图2所示为对比型号2的型材断面示意图。
[0019]图3所示为对比型号3的型材断面示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合说明书的附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的描述，使本专利技术的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
[0022]一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金，按质量百分比计，其合金成份如下：Si 0.40%~0.45%，Fe ≤0.15%，Cu 0.15%~0.20%，Mn 0.05%~0.10%，Mg 0.80%~0.85%，Cr 0.05%~0.10%，Zn 0.15%~0.25%，Ti ≤0.05%，单个杂质≤0.05%，杂质合计≤0.15%，余量为Al。
[0023]与现有的6061铝合金相比，本专利技术最重要的创新点在于：将Mg、Si、Cu元素的含量都限制在下限值附近，以减小铝棒挤压过程中的变形抗力；并添加一定量的Zn元素（0.15~0.25wt%）来提高型材的强度。
[0024]需要说明的是，特点含量的Zn元素的添加所带来的好处是，型材强度的提升不像现有技术那样通过Zn元素与Mg元素形成化合物来提升强度，因为这同时也会导致变形抗力的提升。而是在时效过程中，Zn原子取代β”相内部Si3/Al原子使Zn原子进入β”相中发生掺
杂，同时Zn原子也会在界面上发生占位。而Zn原子发生掺杂可以降低相的形成焓，掺杂后Zn原子可以增大共价键强度，提髙相稳定性，提高时效响应速度，从而促进时效过程中β”相的形成，最终起到提升型材强度的效果。这种型材强度的提升技术，在提升强度的同时，几乎不提升变形抗力，从而达到一个性能与变形抗力的平衡。
[0025]在本专利技术中，Mg元素与Si元素的比例在1.85～2.10之间，Mg/Si比过低会导致耐腐蚀性能下降，Mg/Si比过高会导致力学性能下降。由于Mg/Si比超过了β...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金，其特征在于，按质量百分比计，其合金成份如下：Si 0.40%~0.45%，Fe ≤0.15%，Cu 0.15%~0.20%，Mn 0.05%~0.10%，Mg 0.80%~0.85%，Cr 0.05%~0.10%，Zn 0.15%~0.25%，Ti ≤0.05%，单个杂质≤0.05%，杂质合计≤0.15%，余量为Al；Mg元素与Si元素的比例在1.85～2.10之间。2.根据权利要求1所述的一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金，其特征在于，在铸造铝合金铸锭时，将以上合金成份熔融并使用电磁搅拌设备搅拌均匀，静置10
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15分钟后除杂处理。3.根据权利要求1所述的一种低变形抗力高耐腐蚀的6系铝合金，其特征在于，铝合金挤压前进行均质化处理，均质化处理工艺为：530℃
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【专利技术属性】
技术研发人员：周晶哲，梁豪辉，刘才兴，
申请(专利权)人：广东澳美铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：