一種電泳鋁合金工業(yè)型材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電泳鋁合金工業(yè)型材。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金具有密度小、易成型加工、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好以及資源豐富等眾多優(yōu)良性能，是工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、交通、建材、石油、化工、電子、電力、國(guó)防等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。但是鋁合金型材的強(qiáng)度和韌性之間往往存在著矛盾，過(guò)去幾十年，人們對(duì)于如何提高鋁合金的強(qiáng)度和韌性也進(jìn)行了廣泛深入的研究，然而隨著現(xiàn)代工業(yè)與國(guó)防的發(fā)展，人們對(duì)鋁合金材料的數(shù)量和質(zhì)量提出了更高的要求，因此，在保持超高強(qiáng)度的同時(shí)，綜合提高鋁合金的耐腐蝕性和斷裂性能是目前亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種電泳鋁合金工業(yè)型材，其強(qiáng)度高，韌性和耐腐蝕性好。
[0004]本發(fā)明提出的一種電泳鋁合金工業(yè)型材，其成分按重量百分比包括:Mg:1.5-2% ;Zn:4-6% ；Cu:2-3% ；Zr:0.1-0.2% ；Cr:0.09-0.15% ；Y:0.2-0.3% ；Mn:0.1-0.3% ；Ti:0.05-0.08% ；Fe:0.05-0.25% ;余量為 A1 ；
[0005]根據(jù)上述成分配比，所述電泳鋁合金工業(yè)型材按照以下工藝進(jìn)行制備:
[0006]S1、將鑄錠在520-550 °C下均勻化2_5h，然后冷卻至400-450 °C后保溫2_5h得到均勻化鑄錠；
[0007]S2、將擠壓模具和均勻化鑄錠預(yù)熱后置于擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，其中，擠壓模具的預(yù)熱溫度為450-470°C，預(yù)熱時(shí)間為2-3.5h，均勻化鑄錠的預(yù)熱溫度為470-520°C，預(yù)熱時(shí)間為4-6h，擠壓的速度為5-40m/min ;擠壓結(jié)束后空冷或者水冷至50°C以下后進(jìn)行拉伸矯直得到擠壓件，其中拉伸率為0.5-2.0% ；
[0008]S3、將擠壓件放置于保溫爐內(nèi)，在400-450 °C下保溫1 -1.5h，升溫至480-500 °C后保溫2-3h，然后在510-530 °C下保溫0.5-1.2h，空冷至室溫，然后在195-205 °C后保溫5-10h，降溫至120-150°C后保溫6-10h，空冷至室溫后得到熱處理件；
[0009]S4、將熱處理件水洗后進(jìn)行脫脂、堿蝕、出光、陽(yáng)極氧化、著色、封孔和電泳得到所述電泳鋁合金工業(yè)型材；其中，在電泳過(guò)程中，槽液固體份為18-23%，pH值為5.4-6.1，溫度為28-35°C，時(shí)間為2-5s，極間距為12_15cm，電壓為150-250V，烘干溫度為130_150°C，烘干時(shí)間為10_15min。
[0010]優(yōu)選地，在S1中，降溫至400-450 °C的過(guò)程中，降溫的速率為20-35 °C /min。
[0011]優(yōu)選地，在S2中，空冷或者水冷至50°C以下的過(guò)程中，冷卻速度為135-180°C /min0
[0012]優(yōu)選地，在S4中，在陽(yáng)極氧化過(guò)程中，電解質(zhì)的濃度為120_150g/L，電流密度為
2-2.5A/dm2，氧化溫度為室溫，氧化時(shí)間為30_45min。
[0013]優(yōu)選地，在S4中，在電泳過(guò)程中，所用涂料其原料按重量份包括以下組分:丙二醇甲醚10-25份、異丙醇5-10份、甲基丙烯酸2-10份、甲基丙烯酸異辛酯45-55份、苯乙烯
3-9份，甲基丙烯酸-β -羥乙酯5-10份、甲基丙烯酸十二氟庚酯4-10份、乙烯基三甲氧基硅烷1-5份、過(guò)氧化苯甲酰0.1-0.5份、氨基樹脂2-10份、二甲基乙醇胺3-9份、二乙醇胺2-6份、乙烯基三甲氧基硅烷改性石墨烯2-10份、十二烷基硫醇1-2.5份。
[0014]優(yōu)選地，在S4中，在電泳過(guò)程中，所用涂料其原料按重量份包括以下組分:丙二醇甲醚20份、異丙醇8份、甲基丙烯酸5份、甲基丙烯酸異辛酯50份、苯乙烯6份，甲基丙烯酸-β -羥乙酯8.5份、甲基丙烯酸十二氟庚酯5.6份、乙烯基三甲氧基硅烷3.2份、過(guò)氧化苯甲酰0.45份、氨基樹脂6份、二甲基乙醇胺7份、二乙醇胺4.6份、乙烯基三甲氧基硅烷改性石墨烯8.5份、十二烷基硫醇2份；電泳過(guò)程中，所使用的涂料中，選擇了甲基丙烯酸、甲基丙烯酸異辛酯、苯乙烯，甲基丙烯酸-羥乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三甲氧基硅烷進(jìn)行共聚，同時(shí)將氟原子和硅原子引入體系中，提高了電泳漆膜的耐水性、耐腐蝕性和耐高低溫性，并配合添加了乙烯基三甲氧基硅烷改性石墨烯，其中的雙鍵可以與體系中的雙鍵發(fā)生共聚，從而將石墨烯引入樹脂中，防止了因有機(jī)硅和有機(jī)氟的加入引入的強(qiáng)度的降低；選擇了二甲基乙醇胺與二乙醇胺配合作為中和劑，得到的電泳液電導(dǎo)率變化率小，槽液的穩(wěn)定性最好。
[0015]本發(fā)明所述電泳鋁合金工業(yè)型材，選擇了 Al、Mg、Zn、Cu為主要成分，通過(guò)控制Cu與Mg的比例，提高了鋁合金的強(qiáng)度，開發(fā)出了強(qiáng)度和韌性優(yōu)異的鋁合金型材，同時(shí)調(diào)節(jié)了體系中Zn的含量，改善了鋁合金型材的韌性和抗剝落腐蝕性；其中的Zr、Cr、Mn在體系中形成了鋁化物彌散相，多種鋁化物彌散相協(xié)同后，具有細(xì)化鑄態(tài)晶粒，強(qiáng)化釘扎位錯(cuò)的作用，從而顯著提高了鋁合金型材的再結(jié)晶溫度，降低了晶粒的再結(jié)晶，并克服了淬火敏感問(wèn)題，改善了鋁合金型材的強(qiáng)度、斷裂韌性和抗應(yīng)力腐蝕性；其中的Y在體系中能與Cr、Μη和Zr的鋁化物形成新的多元彌散相，這種新的多元彌散相能強(qiáng)烈釘扎位錯(cuò)和亞晶界，顯著抑制基體的再結(jié)晶，保留了以小角度晶界為主的纖維狀組織，從而改善了鋁合金型材的腐蝕性能，提高其斷裂韌性；在制備過(guò)程中，對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化處理，通過(guò)控制均勻化處理的參數(shù)，在形成彌散相粒子的同時(shí)防止了鑄錠的過(guò)燒現(xiàn)象，并減少了鑄造過(guò)程中粗大結(jié)晶相，促進(jìn)了合金元素的原子擴(kuò)散，有利于后續(xù)的擠壓和拉伸矯直；之后對(duì)鑄錠和磨具進(jìn)行了預(yù)熱，防止了在制備過(guò)程中，磨具和鑄錠的開裂，擠壓后進(jìn)行了拉伸矯直，通過(guò)控制擠壓和拉伸矯直的參數(shù)，在防止產(chǎn)生“桔皮”、斜角、開口變形的前提下消除了彎曲扭擰，改善了鋁合金型材的性能；之后進(jìn)行了熱處理，在熱處理的過(guò)程中分為了多步處理，通過(guò)控制熱處理過(guò)程中的參數(shù)，提高了固溶體的過(guò)飽和度的同時(shí)減少了粗大未溶結(jié)晶相，調(diào)控了晶界析出相的大小和分布，提高了鋁合金型材的強(qiáng)韌性和耐蝕性，之后進(jìn)行了電泳，在鋁合金型材的表面得到了平整的表面膜，防止了腐蝕粒子進(jìn)入鋁合金內(nèi)部，進(jìn)一步改善了鋁合金型材的耐腐蝕性和強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]本發(fā)明提出的一種電泳鋁合金工業(yè)型材，其成分按重量百分比包括:Mg:1.5% ;Zn:6% ；Cu:2% ；Zr:0.2% ；Cr:0.09% ；Y:0.3% ；Mn:0.1% ；T1:0.08% ；Fe:0.05% ;余量為Al ；
[0019]根據(jù)上述成分配比，所述電泳鋁合金工業(yè)型材按照以下工藝進(jìn)行制備:
[0020]S1、將鑄錠在520°C下均勻化5h，然后冷卻至400°C后保溫5h得到均勻化鑄錠；
[0021]S2、將擠壓模具和均勻化鑄錠預(yù)熱后置于擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，其中，擠壓模具的預(yù)熱溫度為450°C，預(yù)熱時(shí)間為3.5h，均勻化鑄錠的預(yù)熱溫度為470°C，預(yù)熱時(shí)間為6h，擠壓的速度為5m/min ;擠壓結(jié)束后空冷或者水冷至50°C以下后進(jìn)行拉伸矯直得到擠壓件，其中拉伸率為2.0% ;
[0022]S3、將擠壓件放置于保溫爐內(nèi)，在400°C下保溫1.5h，升溫至480°C后保溫3h，然后在510 C下保溫1.2h，空冷至室溫，然后在195 C后保溫10h，降溫至120 C后保溫10h，空冷至室溫后得到熱處理件；
[0023]S4、將熱處理件水洗后進(jìn)行脫脂、堿蝕、出光、陽(yáng)極氧化、著色、封孔和電泳得到所述電泳鋁合金工業(yè)型材；其中，在電泳過(guò)程中，槽液固體份為23%，pH值為5.4，溫度為35°C，時(shí)間為2s，極間距為15cm，電壓為150V，烘干溫度為150°C，烘干時(shí)間為lOmin。
[0024]對(duì)本實(shí)施例所述電泳鋁合金工業(yè)型材進(jìn)行性能檢測(cè)，其抗拉強(qiáng)度為759MPa，屈服強(qiáng)度為682MPa，延伸率為14.1%，鹽霧試驗(yàn)腐蝕率為0.123mg/cm2.d。
[0025]實(shí)施例2
[0026]本發(fā)明提出的一種電泳招合金工業(yè)型材，其成分按重量百分比包括:Mg:2% ；Zn:4% ；Cu:3% ；Zr:0.1% ；Cr:0.15% ；Y -.0.2% ；Mn:0.3% ；T1:0.05% ；Fe:0.25% ;余量為Al ;
[0027]根據(jù)上述成分配比，所述電泳鋁合金工業(yè)型材按照以下工藝進(jìn)行制備:
[0028]S1、將鑄錠在550°C下均勻化2h，然后冷卻至450°C后保溫2h得到均勻化鑄錠；
[0029]S2、將擠壓模具和均勻化鑄錠預(yù)熱后置于擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，其中，擠壓模具的預(yù)熱溫度為470°C，預(yù)熱時(shí)間為2h，均勻化鑄錠的預(yù)熱溫度為520°C，預(yù)熱時(shí)間為4h，擠壓的速度為40m/min ;擠壓結(jié)束后空冷或者水冷至50°C以下后進(jìn)行拉伸矯直得到擠壓件，其中拉伸率為0.5% ；
[0030]S3、將擠壓件放置于保溫爐內(nèi)，在450°C下保溫lh，升溫至500°C后保溫2h，然后在530 C下保溫0.5h，空冷至室溫，然后在205 C后保溫5h，降溫至150 C后保溫6h，空冷至室溫后得到熱處理件；
[0031]S4、將熱處理件水洗后進(jìn)行脫脂、堿蝕、出光、陽(yáng)極氧化、著色、封孔和電泳得到所述電泳鋁合金工業(yè)型材；其中，在電泳過(guò)程中，槽液固體份為18%，pH值為6.1，溫度為28°C，時(shí)間為5s，極間距為12cm，電壓為250V，烘干溫度為130°C，烘干時(shí)間為15min。
[0032]對(duì)本實(shí)施例所述電泳鋁合金工業(yè)型材進(jìn)行性能檢測(cè)，其抗拉強(qiáng)度為758MPa，屈服強(qiáng)度為656MPa，延伸率為15.1%，鹽霧試驗(yàn)腐蝕率為0.13mg/cm2.d。
[0033]實(shí)施例3
[0034]本發(fā)明提出的一種電泳鋁合金工業(yè)型材，其成分按重量百分比包括:Mg:1.6% ;Zn:5.3% ；Cu:2.2% ；Zr:0.17% ；Cr:0.1% ；Y:0.24% ；Mn:0.18% ；T1:0.07% ；Fe:0.1% ；余S；為Al ；
[0035]根據(jù)上述成分配比所述電泳鋁合金工業(yè)型材按照以下工藝進(jìn)行制備:
[0036]S1、將鑄錠在546°C下均勻化4.3h，然后冷卻至420°C后保溫4.7h得到均勻化鑄錠；其中，降溫至420°C的過(guò)程中，降溫的速率為20°C /min ;
[0037]S2、將擠壓模具和均勻化鑄錠預(yù)熱后置于擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，其中，擠壓模具的預(yù)熱溫度為458°C，預(yù)熱時(shí)間為3.2h,均勻化鑄錠的預(yù)熱溫度為485°C，預(yù)熱時(shí)間為5.8h，擠壓的速度為12m/min ;擠壓結(jié)束后空冷或者水冷至50°C以下后進(jìn)行拉伸矯直得到擠壓件，其中拉伸率為1.8% ;空冷或者水冷至50°C以下的過(guò)程中，冷卻速度為160°C /min ;
[0038]S3、將擠壓件放置于