一種高韌性防腐鋁合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金及其制備方法，尤其涉及一種高韌性防腐鋁合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，自從人類開始冶煉金屬并使用金屬制品以來(lái)，金屬的腐蝕與防護(hù)問題也就相伴而來(lái)。金屬的腐蝕給社會(huì)造成的損失是巨大的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人們每年冶煉出來(lái)的金屬約有1/10被腐蝕破壞，相當(dāng)于每年約有1/10的冶煉廠因腐蝕的存在而做了無(wú)用功；而1/10被腐蝕破壞的金屬所殃及的金屬制品的破壞，其損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金屬本身的價(jià)值；而由此造成的停工、停產(chǎn)及人身傷亡的損失更是難以估量的。所以金屬腐蝕及防護(hù)問題引起了人們的高度重視。鋅鋁合金是一種新型防腐材料，主要用于金屬表面的鍍層，與純鋅和純鋁鍍層相比，其涂后具有粘附性強(qiáng)，耐磨性和抗腐蝕性更好，施工性能優(yōu)越等特點(diǎn)，因而得到了較為廣泛的應(yīng)用，并成為人們研究的熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種高韌性防腐鋁合金及其制備方法，制備得到的鋁合金韌性高，防腐蝕性能好。
[0004]本發(fā)明提出的一種高韌性防腐鋁合金，其元素按重量百分比包括:鋅2.5-3.4%,鎂 2.2-2.6%、銅 0.1-0.3%、鐵 0.8-1.6%、錳 0.5-1.5%、錸 0.5-1.5%、鉻 0.1-0.2%、鈦1.1-1.5%、硼 1.5-2.5%，余量為鋁。
[0005]優(yōu)選地，其元素按重量百分比包括:鋅2.5-3.4%、鎂2.3-2.5%、銅0.15-0.25%,鐵 0.9-1.5%、錳0.8-1.2%、錸0.8-1.2%、鉻0.12-0.18%、鈦 1.2_1.4%、硼 1.8_2.2%，
余量為招。
[0006]優(yōu)選地，其元素按重量百分比包括:鋅2.95 %、鎂2.4 %、銅0.2 %、鐵1.2 %、錳
1.0%、錸 1.0%、鉻 0.15%、鈦 1.3%、硼 2.0%，余量為鋁。
[0007]本發(fā)明提出的一種高韌性防腐鋁合金的制備方法，包括如下步驟:
[0008]S1、將鋅粉、鎂粉、銅塊、鐵塊、錳錠、錸錠、鉻粉、鈦錠和硼粉在850-950 °C熔煉形成合金液，利用氬氣罐噴吹氬氣，將納米碳化硅均勻彌散分布在合金液中進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0009]S2、向S1中經(jīng)過(guò)變質(zhì)處理過(guò)的合金液加入復(fù)合穩(wěn)定劑，然后精煉脫氧得到物料a ;
[0010]S3、將物料a進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件在950-1050°C預(yù)熱35-45min，再加熱40_45min，保溫2_3h，然后在清水中進(jìn)行預(yù)冷處理得到物料b ;
[0011]S4、將物料b進(jìn)行淬火處理，然后將淬火處理后的鑄件升溫至180_210°C進(jìn)行回火處理，回火處理的時(shí)間為5-6h，冷卻到室溫后得到高韌性防腐鋁合金。
[0012]優(yōu)選地，S1中，將鋁錠在850_950°C熔煉成液態(tài)后，添加銅塊、鐵塊、錳錠、錸錠、鉻粉、鈦錠和硼粉，熔化后添加鋅粉和鎂粉形成合金液，利用氬氣罐噴吹氬氣，將納米碳化硅均勾彌散分布在合金液中進(jìn)行變質(zhì)處理。
[0013]優(yōu)選地，S2中的復(fù)合穩(wěn)定劑由甲烷磺酸錫和2-巰基苯并噻唑按重量比為1-3:2-5混合而成。
[0014]優(yōu)選地，S3中，預(yù)冷處理的時(shí)間為3-4min，清水的溫度為37-42°C。
[0015]優(yōu)選地，S4中，淬火處理的溫度為760-780°C，淬火處理的時(shí)間為4_7min。
[0016]在本發(fā)明中，對(duì)現(xiàn)有的鋁合金制備工藝進(jìn)行了改進(jìn)，探索形成新的高韌性防腐蝕鋁合金的制備工藝制度，從而制備獲得性能良好的高韌性防腐蝕鋁合金；在上述工藝制度中，優(yōu)化了鋁合金的合金成分和合金化工藝；通過(guò)將澆鑄-預(yù)冷-淬火-回火進(jìn)行綜合考慮和工藝協(xié)同，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)定，使得高韌性防腐蝕鋁合金成形過(guò)程中，形變合理，并在熔融過(guò)程中同步完成對(duì)合金液的變質(zhì)處理，并通過(guò)添加復(fù)合穩(wěn)定劑進(jìn)行精煉脫氧，充分發(fā)揮合金元素的強(qiáng)化作用，形成分布良好的強(qiáng)化相，從而使得最終獲得的高韌性防腐鋁合金具有良好的機(jī)械性能和抗腐蝕性能。
[0017]而A1是鋅鋁合金中最大的合金元素。在低熔點(diǎn)的共晶熔體中，A1對(duì)鋼基在熔體中的生成Fe-Zn合金層反應(yīng)有很強(qiáng)的阻滯作用。A1富集于鋼基和鍍層的界面上，這不僅能阻滯Fe-Zn合金層的反應(yīng)，而且還能防止界面產(chǎn)生裂紋。富鋁相能促進(jìn)富鋅相的成核能力，共晶相中富鋁相與富鋅相交錯(cuò)的層狀組織能使加工成型性比其它鍍層更好。鋁的阻滯作用是由于在鋼基表面生成了 Fe2AlJ$護(hù)層。A1還可以使鍍層光澤明顯提高，因?yàn)锳1和0的親和力比Zn和0大，所以在鍍層表面生成了一層A1203的保護(hù)膜，防止鍍層表面的氧化，A1還能提高鋅液的流動(dòng)性，降低鍍層厚。鋅中添加鎂能增加Zn-Al合金鍍層的腐蝕阻力，抑制鋅鋁合金的晶界腐蝕，消除鋅鋁合金中雜質(zhì)元素Sn和Cd的不良影響。在低鋁鋅基合金中添加鎂的鍍層在海水中的耐腐蝕性有很大的提高。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0019]實(shí)施例1
[0020]本發(fā)明提出的一種高韌性防腐鋁合金的制備方法，包括如下步驟:
[0021]S1、將鋁錠在900°C熔煉成液態(tài)后，添加銅塊、鐵塊、錳錠、錸錠、鉻粉、鈦錠和硼粉，熔化后添加鋅粉和鎂粉形成合金液，并對(duì)合金液進(jìn)行組分的調(diào)控，調(diào)控后合金液的組分為:鋅 2.95%、鎂 2.4%、銅0.2%、鐵1.2%、錳 1.0%、錸 1.0%、鉻0.15%、鈦 1.3%、硼 2.0%，余量為鋁；然后利用氬氣罐噴吹氬氣，將納米碳化硅均勻彌散分布在合金液中進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0022]S2、向S1中經(jīng)過(guò)變質(zhì)處理過(guò)的合金液加入復(fù)合穩(wěn)定劑，然后精煉脫氧得到物料a，其中，復(fù)合穩(wěn)定劑由甲烷磺酸錫和2-巰基苯并噻唑按重量比為2:3.5混合而成；
[0023]S3、將物料a進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件在1000°C預(yù)熱40min，再加熱42.5min，保溫2.5h，然后在清水中進(jìn)行預(yù)冷處理得到物料b，其中，預(yù)冷處理的時(shí)間為3.5min，清水的溫度為39.5°C ；
[0024]S4、將物料b進(jìn)行淬火處理，淬火處理的溫度為770°C，淬火處理的時(shí)間為5.5min，然后將淬火處理后的鑄件升溫至195°C進(jìn)行回火處理，回火處理的時(shí)間為5.5h，冷卻到室溫后得到高韌性防腐鋁合金。
[0025]實(shí)施例2
[0026]本發(fā)明提出的一種高韌性防腐鋁合金的制備方法，包括如下步驟:
[0027]S1、將鋁錠在850°C熔煉成液態(tài)后，添加銅塊、鐵塊、錳錠、錸錠、鉻粉、鈦錠和硼粉，熔化后添加鋅粉和鎂粉形成合金液，并對(duì)合金液進(jìn)行組分的調(diào)控，調(diào)控后合金液的組分為:鋅2.5%、鎂2.5%、銅0.15%、鐵1.5%、錳0.8%、錸1.2%、鉻0.12%、鈦 1.4%、硼 1.8%，余量為鋁；然后利用氬氣罐噴吹氬氣，將納米碳化硅均勻彌散分布在合金液中進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0028]S2、向S1中經(jīng)過(guò)變質(zhì)處理過(guò)的合金液加入復(fù)合穩(wěn)定劑，然后精煉脫氧得到物料a，其中，復(fù)合穩(wěn)定劑由甲烷磺酸錫和2-巰基苯并噻唑按重量比為1:5混合而成；
[0029]S3、將物料a進(jìn)行澆注，經(jīng)鑄造成型，清理，得到鑄件，將鑄件在950°C預(yù)熱45min，再加熱40min，保溫3h，然后在清水中進(jìn)行預(yù)冷處理得到物料b，其中，預(yù)冷處理的時(shí)間為3min，清水的溫度為42°C ；
[0030]S4、將物料b進(jìn)行淬火處理，淬火處理的溫度為760°C，淬火處理的時(shí)間為7min，然