一種抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料及其熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及門窗領(lǐng)域，具體的說是一種抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料及其熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金材料大量運(yùn)用于建筑、民用和工業(yè)領(lǐng)域。而目前工業(yè)用高強(qiáng)鋁合金材料很多不同的要求，如要求具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的加工成型性能、高耐腐蝕能力、有多種表面處理性能或者良好的熱處理性能等。目前在門窗領(lǐng)域中的鋁合金材料運(yùn)用越來越重要，尤其在露天或者具有腐蝕性氣體等工況下使用，對(duì)其抗腐蝕性要求非常嚴(yán)格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料及其熱處理工藝，該抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料不僅使用壽命長(zhǎng)，而且強(qiáng)度高，安全性好，還具有很強(qiáng)的耐摩擦和耐腐蝕性能；該提供的熱處理工藝，不僅能降低加工成本，縮短加工周期，而且能改善鋁合金的抗腐蝕性能和焊接性能等，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:一種抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:Sr:0.13-0.15%, C:0.013-0.015%, Si:2.34-2.36%, Zr:0.25-0.28%, Cu:12.52-12.55%, Mg:3.22-3.24%, Cr:0.15-0.18%, Ni:2.1-2.3%, Mn:0.35-0.38%，稀土:2.15-2.18%，其余為 Al 和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Tm:3.5-3.8%，Eu:15.2-15.5%，Tb:11.3-11.5%，Pr:12.8-12.9%, Nd:5.3-5.5%, Sm:7.2-7.3%，余量為 Er。
[0005]本發(fā)明還提供了一種抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料的熱處理工藝，該工藝按以下步驟進(jìn)行:
步驟(I):先將純鋁錠加入鍋爐中熔化，溫度在425-428°C，保持35_40min，然后爐溫升至500-505°C，依次放入:Sr，C，Si, Zr元素，保溫20_25min，然后將溫度升至540_545°C，再依次放入Cu，Mg，Cr, Ni元素，保溫10_15min，然后加熱至562_565°C，依次放入Mn和稀土元素，保溫20-25min，然后將溫度增加至582_585°C，全程吹氮?dú)鈹嚢瑁?0_15min ；
步驟(2):再經(jīng)過LF爐精煉，將爐溫控制在642-645°C，時(shí)間保持在3_5h，全程吹氬氣攪拌，使化學(xué)成份達(dá)到組分要求，用真空脫氣爐進(jìn)行脫氣，脫氣溫度為598?600°C，抽氣時(shí)間在5-6h ；
步驟(3):在520?530 °C的溫度下進(jìn)行氬氣保護(hù)模鑄，凝固后將溫度保持在260-265°C，保溫時(shí)間為20-22h，最后空冷至室溫；
步驟(4):將鍛造好的零部件進(jìn)行第一次熱處理:將鍛造好的部件加熱到260-265°C，保溫30-35min，在其表面涂抹厚度在0.02-0.04mm的石墨粉末，然后加熱至320_325°C，保溫30-45min，然后用水冷以8_10°C /s的速度冷卻到室溫，最后清洗表面，檢驗(yàn)尺寸。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是: 前述的抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:Sr:0.13%, C:0.013%, Si:2.34%, Zr:0.25%, Cu:12.52%, Mg:3.22%, Cr:0.15%, N1:2.1%，Mn:0.35%，稀土:2.15%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Tm:3.5%, Eu:15.2%, Tb:11.3%, Pr:12.8%, Nd:5.3%, Sm:7.2%，余量為 Er。
[0007]前述的抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:Sr:0.15%, C:0.015%, Si:2.36%, Zr:0.28%, Cu:12.55%, Mg:3.24%, Cr:0.18%, N1:2.3%, Mn:0.38%，稀土:2.18%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Tm:3.8%, Eu:15.5%, Tb:11.5%, Pr:12.9%, Nd:5.5%, Sm:7.3%，余量為 Er。
[0008]前述的抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:Sr:
0.14%, C:0.014%, Si:2.35%, Zr:0.27%, Cu:12.54%, Mg:3.23%, Cr:0.17%, N1:2.2%, Mn:
0.37%，稀土:2.17%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Tm:3.7%, Eu:15.3%, Tb:11.4%, Pr:12.8%, Nd:5.4%, Sm:7.2%，余量為 Er。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料中加入了 Sr元素，鍶是表面活性元素，鍶元素進(jìn)行變質(zhì)處理能改善合金的塑性加工性和最終產(chǎn)品質(zhì)量，提高材料力學(xué)性能和塑性加工性；改善制品表面粗糙度，并且能減小初晶硅粒子尺寸，改善塑性加工性能，加入Zr元素，能可阻礙再結(jié)晶過程，細(xì)化再結(jié)晶晶粒，鋯亦能細(xì)化鑄造組織；加入Cu元素，能增加鋁合金的強(qiáng)度和抗氧化性能，提高使用壽命；加入Mg元素能改善其焊接性能，增加其抗腐蝕性能和強(qiáng)度；加入Ni和Cr元素，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，鉻又能提高鋁合金的抗氧化性和耐腐蝕性，鎳能提高鋁合金的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力；并且還加入了稀土元素，不僅能在熱處理過程中細(xì)化晶粒的作用，增加其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還能提高其抗腐蝕性能和摩擦性能，提高其使用壽命，降低成本；該提供的熱處理工藝，依次將合金元素加入鍋爐中，起到細(xì)化晶粒的作用，增加其強(qiáng)度，而且能改善鋁合金的抗腐蝕性能和焊接性能，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，能降低加工成本，縮短加工周期。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:Sr:0.13%, C:0.013%, S1:2.34%, Zr:0.25%, Cu:12.52%, Mg:3.22%, Cr:0.15%, N1:2.1%，Mn:0.35%，稀土:2.15%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Tm:3.5%, Eu:15.2%, Tb:11.3%, Pr:12.8%, Nd:5.3%, Sm:7.2%，余量為 Er ;該實(shí)施例還提供了抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料的熱處理工藝，該工藝按以下步驟進(jìn)行:
步驟(I):先將純鋁錠加入鍋爐中熔化，溫度在425 °C，保持35min，然后爐溫升至500°C，依次放入:Sr，C，Si，Zr元素，保溫20min，然后將溫度升至540°C，再依次放入Cu，Mg，Cr, Ni元素，保溫lOmin，然后加熱至562°C，依次放入Mn和稀土元素，保溫20min，然后將溫度增加至582°C，全程吹氮?dú)鈹嚢?，保?min ；
步驟(2):再經(jīng)過LF爐精煉，將爐溫控制在642°C，時(shí)間保持在3h，全程吹氬氣攪拌，使化學(xué)成份達(dá)到組分要求，用真空脫氣爐進(jìn)行脫氣，脫氣溫度為598°C，抽氣時(shí)間在5h ； 步驟(3):在520°C的溫度下進(jìn)行氬氣保護(hù)模鑄，凝固后將溫度保持在260°C，保溫時(shí)間為20h，最后空冷至室溫；
步驟(4):將鍛造好的零部件進(jìn)行第一次熱處理:將鍛造好的部件加熱到260°C，保溫30min，在其表面涂抹厚度在0.02mm的石墨粉末，然后加熱至320°C，保溫30min，然后用水冷以8°C /s的速度冷卻到室溫，最后清洗表面，檢驗(yàn)尺寸。
[0011]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種抗腐蝕性能強(qiáng)的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:Sr:0.15%, C:0.015%, S1:2.36%, Zr:0.28%, Cu:12.55%, Mg:3.24%, Cr:0.18%, N1:2.3%,Mn:0.38%，稀土:2.18%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Tm:3.8%, Eu:15.5%, Tb:11.5%, Pr:12.9%, Nd:5.5%, Sm:7.3%，余量為 Er ;該實(shí)施例還提供了抗腐蝕性能強(qiáng)