一种新型高强度耐腐蚀稀土铝合金材料及制备方法与流程

文档序号:11126512阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种新型高强度耐腐蚀稀土铝合金材料,其特征在于,其成分为:2~6wt%Zn,1~3wt%Mg,0.05~0.4wt%Cu,0.1~0.5wt%Ce,0.1~0.5wt%Sc,0.07~0.4wt%Er,铝为平衡余量;

在室温下其维氏硬度不小于120HV,室温抗拉强度不小于380Mpa,伸长率不小于5%;

在234g/LNaCl+50g/LKN03+6.5mlHNO3的混合酸性盐溶液中试验时间48h后,材料的剥落腐蚀等级不低于EA级;

在应力腐蚀环境为3.0wt%NaCl+0.5wt%H202的盐溶液中,材料的最长断裂时间不低于220小时。

2.根据权利要求1所述的一种新型高强度耐腐蚀稀土铝合金材料,其特征在于,Er原子与Sc原子比例应符合下式:Er:Sc原子比为2.5~3.0:1。

3.制备权利要求1或2所述一种新型高强度耐腐蚀稀土铝合金材料的方法,其特征在于:按如下步骤进行:

步骤1:将20Kg工业用铝、4~12Kg的Al-Zn中间合金,、0.17~1.33Kg的Al-Cu均匀混合并加热充分熔化,得到一次合金化铝合金熔体;

步骤2:将20Kg工业用铝、1~5Kg的Al-Ce中间合金,均匀混合并充分熔化,得到二次合金化铝合金熔体;

步骤3:将10~48Kg工业用铝、5~25KgAl-Sc中间合金、0.7~4KgAl-Er中间合金均匀混合并充分熔化,得到三次合金化铝合金熔体;

步骤4:将步骤2所得的二次合金化铝合金熔体通过漏斗加入步骤3得到的三次合金化铝合金熔体中,加热并搅拌30min后,得到四次合金化铝合金熔体;

步骤5:将步骤4得到的四次合金化铝合金熔体,通过漏斗加入步骤1得到的一次合金化铝合金熔体中,加热搅拌30min后,得到五次合金化铝合金熔体;

步骤6:用干燥的铝箔紧密包裹1~3Kg金属Mg块,放入步骤5中所得的五次合金化铝合金熔体,得到综合合金化铝合金熔体;

步骤7:将步骤6得到的综合合金化铝合金熔体在730℃的条件下搅拌,随后加入0.50Kg六氯乙烷精炼剂进行精炼并除渣,得到精炼后铝合金熔体;

步骤8:将步骤7所得的精炼后铝合金熔体在700~720℃保温静置30min后,倒入矩形模具型腔中,空冷后得到矩形铝合金铸锭;

步骤9:将步骤8所得的矩形铝合金铸锭放入热处理炉中进行均匀化处理并置于空气中自然冷却,得到均匀化铸锭;

步骤10:将步骤9所得的均匀化铸锭进行表面切削处理,得到表面光滑的铸锭;

步骤11:将步骤10所得表面光滑的铸锭进行热轧,得到热轧板材;

步骤12:将步骤11所得的热轧板材进行冷轧处理,得到冷轧板材;

步骤13:将步骤12所得的冷轧板材进行固溶处理,得到固溶板材;

步骤14:将步骤13所得的固溶板材进行时效处理并淬火,得到一次时效板材;

步骤15:将步骤14所得的一次时效板材进行二次时效处理并淬火,得到成品。

4.根据权利要求3所述的制备一种新型高强度耐腐蚀稀土铝合金材料的方法,其特征在于:具体按如下步骤进行:

步骤1:将20Kg工业用铝、4~12KgKg的Al-Zn中间合金,、0.17~1.33Kg的Al-Cu均匀混合后,装入熔炼炉炉膛,加热炉体至760~800℃使物料充分熔化,后将铝合金熔体降温至730~750℃,保温10min后,停止加热,得到一次合金化铝合金熔体;

步骤2:将20Kg工业用铝、1~5KgAl-Ce中间合金,、均匀混合后,装入熔炼炉炉膛,加热炉体至820~860℃使物料充分熔化,后将铝合金熔体降温至760~780℃,保温10min后,停止加热,得到二次合金化铝合金熔体;

步骤3:将10~48Kg工业用铝、5~25KgAl-Sc中间合金、0.7~4KgAl-Er中间合金均匀混合后,装入熔炼炉炉膛,加热炉体至830~850℃使物料充分熔化,后将铝合金熔体降温至730~760℃,保温10min后,停止加热,得到三次合金化铝合金熔体;

步骤4:将步骤2所得的二次合金化铝合金熔体通过漏斗加入步骤3得到的三次合金化铝合金熔体中,加热炉体,使炉体在750~760℃保温10min后,开启电磁搅拌器,搅拌30min后,得到四次合金化铝合金熔体;

步骤5:将步骤4得到的4次合金化铝合金熔体,通过漏斗加入步骤1得到的一次合金化铝合金熔体中,加热炉体,使炉体在730~750℃保温10min后,开启电磁搅拌器,搅拌30min后,得到五次合金化铝合金熔体;

步骤6:用干燥的铝箔紧密包裹1~3Kg金属Mg块,利用压勺将包裹的金属Mg块压入步骤5中所得的五次合金化铝合金熔体,得到综合合金化铝合金熔体;

步骤7:在730℃开启电磁搅拌器,经过30min的电磁搅拌,加热熔炼炉,使炉体在740~760℃保温10min后,加入0.50Kg六氯乙烷精炼剂进行精炼并除渣,得到精炼后铝合金熔体;

步骤8:将步骤7所得的精炼后铝合金熔体在700~720℃保温静置30min后,缓慢倒入矩形模具型腔中,空冷后得到方形铝合金铸锭;

步骤9:将步骤8所得的长方形铝合金铸锭放入热处理炉中进行均匀化处理,保温温度为400℃~500℃,保温时间为12h~24h,置于空气中使之自然冷却,得到均匀化铸锭;

步骤10:将步骤9所得的均匀化铸锭进行表面切削处理,去除铸锭表面缺陷,得到表面光滑的铸锭;

步骤11:将步骤10所得光滑的铸锭进行热轧,热轧前铸锭在400~500℃下预热4~8h,热轧温度为300~400℃,变形量60%~70%,得到板厚为10.0mm的热轧板材;

步骤12:将步骤11所得的热轧板材进行冷轧处理,冷轧前对板材进行退火处理,退火温度为300~500℃,保温时间为1~5h,随炉冷,板材冷轧变形量为80%,得到2mm厚的冷轧板材;

步骤13:将步骤11所得的冷轧板材进行固溶处理,固溶温度为500~550℃,保温时间为2~4h,取出板材,并丢入水中做淬火处理,得到固溶板材;

步骤14:将步骤13所得的固溶板材,立即放入鼓风干燥箱中进行时效处理,时效温度为:120~150℃,时效时间为4~16h,取出立即丢入水中,淬火处理,得到一次时效板材;

步骤15:将步骤14所得的一次时效板材,放入鼓风干燥箱中进行时效处理,时效温度为:150~180℃,时效时间为2~12h,取出立即丢入水中,淬火处理,得到成品。

5.根据权利要求3所述的制备一种新型高强度耐腐蚀稀土铝合金材料的方法,其特征在于:

在步骤1中,工业用铝的纯度为99.7wt%,Al-Zn中间合金的成分为50wt%Zn与50wt%Al,Al-Cu的成分为30wt%Cu与70wt%Al;

在步骤2中,工业用铝的纯度为99.7wt%,Al-Ce中间合金的成分为10wt%Ce与90wt%Al;

在步骤3中,工业用铝的纯度为99.7wt%,Al-Sc中间合金的成分为2wt%Sc与98wt%Al,Al-Er中间合金的成分为10wt%Er与90wt%Al。

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