一種具有鋅鎳合金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(mén)窗領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種具有鋅鎳合金的鋁合金材料及其熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著各行業(yè)對(duì)高強(qiáng)鋁合金的要求日益提高，并提出了高載荷、輕質(zhì)化、高強(qiáng)、高韌、高模量、良好的耐蝕性能及焊接性能等一系列要求，并且鋁合金的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，在各行各業(yè)中起到至關(guān)重要的作用，但是目前的鋁合金仍然存在強(qiáng)度低，抗氧化性能低，磨損嚴(yán)重，使用壽命短，成本聞等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種具有鋅鎳合金的鋁合金材料及其熱處理工藝，該具有鋅鎳合金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，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的:一種具有鋅鎳合金的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.012-0.015%，Si:
2.25-2.28%, Se:0.06-0.08%, Cu:3.32-3.35%, Mg:0.12-0.14%, Mn:0.21-0.23%, Ni:15.23-15.25%, Zn:18.55-18.58%, T1:0.27-0.29%, Fe:0.24-0.26%, B:0.024-0.028%,稀土:7.25-7.28%，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:Gd:12.43-12.45%, Tm:14.2-14.5%, Dy:3.6-3.8%, Yb:0.85-0.88%, Nd:8.53-8.55%, Pr:9.55-9.58%，余量為 La。
[0005]本發(fā)明還提供了一種具有鋅鎳合金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):將稀土等分為三份，先按比例將純鋁錠加入鍋爐中熔化，溫度在425-428?，保持32-35min，進(jìn)行脫雜質(zhì)和脫氧，然后爐溫升至508-510°C，依次放入:C，Si，Se, Cu，Mg，Mn元素和第一份稀土，保溫20-25min，然后將溫度升至556_558°C，再依次放入Ni，Zn，Ti，F(xiàn)e元素和第二份稀土，保溫10_15min，最后加熱至600_605°C，依次加入B元素和第三份稀土，保溫 2-3h ；
步驟(2):再經(jīng)過(guò)LF爐精煉，將爐溫控制在683-685°C，時(shí)間保持在3_6h，全程吹氮?dú)鈹嚢瑁够瘜W(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642?645°C，抽氣時(shí)間在7-8h ；
步驟(3):在462?465 °C的溫度下進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)模鑄，凝固后將溫度保持在220-225°C，保溫時(shí)間為26-28h，最后空冷至室溫；
步驟(4):將鍛造好的零部件進(jìn)行一次熱處理:將鍛造好的部件加熱到282-285°C，保溫30-35min，然后用水冷以8_10°C /s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到295_298°C，用油冷以11-13°C /s的冷卻至室溫，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:
前述的具有鋅鎳合金的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.012%, Si:2.25%, Se:0.06%, Cu:3.32%, Mg:0.12%, Mn:0.21%, N1:15.23%, Zn:18.55%,Ti:0.27%，F(xiàn)e:0.24%，B:0.024%，稀土:7.25%，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:Gd:12.43%, Tm:14.2%, Dy:3.6%, Yb:0.85%, Nd:8.53%, Pr:9.55%，余量為
Lb ο
[0007]前述的具有鋅鎳合金的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.015%, Si:2.28%, Se:0.08%, Cu:3.35%, Mg:0.14%, Mn:0.23%, N1:15.25%, Zn:18.58%,Ti:0.29%，F(xiàn)e:0.26%，B:0.028%，稀土:7.28%，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:Gd:12.45%, Tm:14.5%, Dy:3.8%, Yb:0.88%, Nd:8.55%, Pr:9.58%，余量為
Lb ο
[0008]前述的具有鋅鎳合金的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:
0.014%, Si:2.27%, Se:0.07%, Cu:3.34%, Mg:0.13%, Mn:0.22%, N1:15.24%, Zn:18.57%,Ti:0.28%，F(xiàn)e:0.25%，B:0.027%，稀土:7.26%，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:Gd:12.44%, Tm:14.3%, Dy:3.7%, Yb:0.86%, Nd:8.54%, Pr:9.57%，余量為
Lb ο
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該具有鋅鎳合金的鋁合金材料中加入了 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；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Ti元素，鈦與鋁形成TiA12相，成為結(jié)晶時(shí)的非自發(fā)核心，起細(xì)化鑄造組織和焊縫組織的作用等等，并且將稀土分成三份依次加入，不僅能在熱處理過(guò)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，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，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
【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(shuō)明:
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種具有鋅鎳合金的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.012%, Si:2.25%, Se:0.06%, Cu:3.32%, Mg:0.12%, Mn:0.21%, N1:15.23%, Zn:
18.55%，Ti:0.27%，F(xiàn)e:0.24%，B:0.024%，稀土:7.25%，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:Gd:12.43%, Tm:14.2%, Dy:3.6%, Yb:0.85%, Nd:8.53%, Pr:9.55%,余量為L(zhǎng)a ;該實(shí)施例還提供了具有鋅鎳合金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):將稀土等分為三份，先按比例將純鋁錠加入鍋爐中熔化，溫度在425°C，保持32min，進(jìn)行脫雜質(zhì)和脫氧，然后爐溫升至508°C，依次放入:C，Si，Se，Cu，Mg，Mn元素和第一份稀土，保溫20min，然后將溫度升至556°C，再依次放入Ni，Zn，Ti，F(xiàn)e元素和第二份稀土，保溫lOmin，最后加熱至600°C，依次加入B元素和第三份稀土，保溫2h ；
步驟(2):再經(jīng)過(guò)LF爐精煉，將爐溫控制在683°C，時(shí)間保持在3h，全程吹氮?dú)鈹嚢?，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642°C，抽氣時(shí)間在7h ；
步驟(3):在462°C的溫度下進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)模鑄，凝固后將溫度保持在220°C，保溫時(shí)間為26h，最后空冷至室溫；
步驟(4):將鍛造好的零部件進(jìn)行一次熱處理:將鍛造好的部件加熱到282°C，保溫30min，然后用水冷以8°C /s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到295°C，用油冷以11°C /s的冷卻至室溫，最后清洗表面，檢驗(yàn)尺寸。
[0011]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種具有鋅鎳合金的鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.015%, Si:2.28%, Se:0.08%, Cu:3.35%, Mg:0.14%, Mn:0.23%, N1:15.25%, Zn:18.58%，Ti:0.29%，F(xiàn)e:0.26%，B:0.028%，稀土:7.28%，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:Gd:12.45%, Tm:14.5%, Dy:3.8%, Yb:0.88%, Nd:8.55%, Pr:9.58%,余量為L(zhǎng)a ;該實(shí)施例還提供了具有鋅鎳合金的鋁合金材料的熱處理工藝，該工