專利名稱：一種抗銹蝕鋁合金型材的熔煉制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗銹蝕鋁合金型材的熔煉制備方法，屬于鋁合金材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶中已大量應(yīng)用。隨著近年來科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)之一。鋁塑板是由經(jīng)過表面處理并用涂層烤漆的3003鋁錳合金、5005鋁鎂合金板材作為表面，PE塑料作為芯層，高分子粘結(jié)膜經(jīng)過一系列工藝加工復(fù)合而成的新型材料?，F(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金型 材在熔煉過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)雜質(zhì)含量大，整個(gè)工藝過程復(fù)雜等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗銹蝕鋁合金型材的熔煉制備方法，提高鋁合金型材的綜合性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種抗銹蝕鋁合金型材的熔煉制備方法，包括有以下操作步驟:
(O制招合金溶體:
按下列重量份原料:55-65 8011鋁錠、32-42廢棄的鋁制品、5_10碳化硼、5_10納米石英砂粉末進(jìn)行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時(shí)，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，所述覆蓋劑是由以下重量份組分組成:10-20份CaO、10-25份Fe203、35-45份Si02、12-30份木炭、12-23份粉煤灰；加入鎂錠熔化，鎂錠的重量為原料鋁的1-5% ；
2)精煉處理:
利用精煉劑對鋁合金熔體進(jìn)行精煉處理，當(dāng)鋁合金熔體經(jīng)過精煉處理，并扒出表面浮渣后，即可將熔體輸注到靜置爐，鋁合金熔體進(jìn)入靜置爐后升溫至600-65(TC保持25-30min，然后利用氬氣將鋁合金熔體中的氫及細(xì)小雜質(zhì)帶到表面，從而降低鋁液中的氫含量；再按每噸鋁合金熔體加入90-120Kg除鈉劑，所述的除鈉劑由以下重量份組分組成:氯化鉀50-60、氯化鎂30-40、六氯化二碳2-10，在靜置爐內(nèi)鑄造得鋁合金圓鑄棒，所述的精煉劑由下列重量份原料制得:氯化鉀6-8、氟化鈣3-5、硝酸鈉3-5、石墨粉5-8、氟硅酸鈉8-10、硫酸鈉3-5、氯化鋁5-8、碳酸鉀3-5、凹凸棒土 8_10、NaBF4 5_8、氯化鈉3_5、樹木灰燼
5-8，Na2TiF6 8-10, NaF 5-8 ；
所述的精煉劑制備方法如下:a、將上述重量份的凹凸棒土用10-15%硫酸浸泡3-4小時(shí)，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時(shí)，再用去離子水洗滌至中性，然后在500-530°C下煅燒2-3小時(shí)，粉碎成納米粉末；
b、將上述重量份的氯化鉀、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鈉、凹凸棒土加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸鈉、1-2%的平平加0、2-3%的檸檬酸三丁酯、3-5%氧化鋁，高速5200-5500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?，得到分散液，分散液脫水烘干粉碎?br> C、將其它成分加熱熔融后，粉碎；
d、將步驟a、b、c得到的物料加入粘結(jié)劑混合攪勻后得粒狀混合物；
(3)熱處理
鋁合金圓鑄棒鋸切后進(jìn)行水霧化蒸汽處理，處理時(shí)間為4-5小時(shí)，溫度為450-550°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到450-490°C，并保溫2-3小時(shí)；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加 熱到300-400°C，保溫50-70min ；
(4)成型加工
將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°C，然后利用擠壓機(jī)將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度240-260°C，擠壓速度7-8米/分鐘；風(fēng)冷型材表面溫度至100-130°C后，放入1_5°C水性淬火液中進(jìn)行淬火處理6-7分鐘；
(5)對鋁合金型材經(jīng)過校直處理后，對鋁合金型材進(jìn)行淬火，淬火溫度400-50(TC，冷卻方式選擇為強(qiáng)風(fēng)配合水霧淬火冷卻；
(6)在擠壓結(jié)束后8小時(shí)之內(nèi)對鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為165-185°C，保溫時(shí)間為6_8h ；
(7)對經(jīng)過時(shí)效處理后的型材進(jìn)行深冷處理，液氮溫度為-125 -150°C，深冷處理的時(shí)間為2-5小時(shí)，在液氮中的等溫時(shí)間為:型材的橫截面積的乘以2 3min/mm2，深冷處理后將溫度已回升到室溫的型材放入100°C的沸水中加熱60-80分鐘；
(8)、防銹處理，將型材放置于防銹液中浸泡，溫度為30-40°C，時(shí)間為30-50分鐘。所述的碳化硼的細(xì)度為5-8 μ m。所述熱處理，鋁合金圓鑄棒鋸切后進(jìn)行水霧化蒸汽處理，處理時(shí)間為4.5小時(shí)，溫度為500°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到480°C，并保溫2.5小時(shí)；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加熱到350°C，保溫60min。本發(fā)明原料配料中添加了廢鋁材料，由于廢鋁材料經(jīng)過一次冶煉,其成分穩(wěn)定,故本發(fā)明配方中增加廢鋁材料有利于鋁型材性能穩(wěn)定，減少了鋁液冶煉時(shí)出現(xiàn)沒有檢測的材料影響鋁型材質(zhì)量的可能性；退火處理、淬火處理、校直處理等步驟，增加了鋁材料的內(nèi)部組織的均勻性與晶粒的細(xì)化，大大改善了鋁合金型材的質(zhì)量與加工性能；對鋁合金型材表面進(jìn)行鉻化處理，提高了鋁合金型材表面氧化膜的抗腐蝕能力和鋁合金型材與涂層的結(jié)合力。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不局限于下列實(shí)施例。一種抗銹蝕鋁合金型材的熔煉制備方法，包括有以下操作步驟:(I)制招合金溶體:
按下列重量份(公斤)原料:55份8011鋁錠、32份廢棄的鋁制品、5份碳化硼、5份納米石英砂粉末進(jìn)行配比，碳化硼的細(xì)度為5-8 μ m,將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時(shí)，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，所述覆蓋劑是由以下重量份(公斤)組分混合組成:10份CaO、25份Fe203、35份Si02、12份木炭、23份粉煤灰；加入鎂錠熔化，鎂錠的重量為原料鋁的1-5% ；
2)精煉處理:
利用精煉劑對鋁合金熔體進(jìn)行精煉處理，當(dāng) 鋁合金熔體經(jīng)過精煉處理，并扒出表面浮渣后，即可將熔體輸注到靜置爐，鋁合金熔體進(jìn)入靜置爐后升溫至600-65(TC保持25-30min，然后利用氬氣將鋁合金熔體中的氫及細(xì)小雜質(zhì)帶到表面，從而降低鋁液中的氫含量；再按每噸鋁合金熔體加入90-120Kg除鈉劑，所述的除鈉劑由以下重量份(公斤)組分混合組成:氯化鉀50、氯化鎂30、六氯化二碳2，在靜置爐內(nèi)鑄造得鋁合金圓鑄棒，所述的精煉劑由下列重量份(公斤)原料制得:氯化鉀6、氟化鈣3、硝酸鈉5、石墨粉8、氟硅酸鈉10、硫酸鈉3、氯化鋁5、碳酸鉀5、凹凸棒土 10、NaBF4 5、氯化鈉5、樹木灰燼8，Na2TiF6 8、NaF5 ；
所述的精煉劑制備方法如下:
a、將上述重量份的凹凸棒土用10-15%硫酸浸泡3-4小時(shí)，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時(shí)，再用去離子水洗滌至中性，然后在500-530°C下煅燒2-3小時(shí)，粉碎成納米粉末；
b、將上述重量份的氯化鉀、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鈉、凹凸棒土加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸鈉、1-2%的平平加0、2-3%的檸檬酸三丁酯、3-5%氧化鋁，高速5200-5500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?，得到分散液，分散液脫水烘干粉碎?br> C、將其它成分加熱熔融后，粉碎；
d、將步驟a、b、c得到的物料加入粘結(jié)劑混合攪勻后得粒狀混合物；
(3)熱處理
鋁合金圓鑄棒鋸切后進(jìn)行水霧化蒸汽處理，處理時(shí)間為4.5小時(shí)，溫度為500°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到480°C，并保溫2.5小時(shí)；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加熱到350°C，保溫60min ；
(4)成型加工
將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°C，然后利用擠壓機(jī)將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度240-260°C，擠壓速度7-8米/分鐘；風(fēng)冷型材表面溫度至100-130°C后，放入1_5°C水性淬火液中進(jìn)行淬火處理6-7分鐘；
(5)對鋁合金型材經(jīng)過校直處理后，對鋁合金型材進(jìn)行淬火，淬火溫度400-50(TC，冷卻方式選擇為強(qiáng)風(fēng)配合水霧淬火冷卻；
(6)在擠壓結(jié)束后8小時(shí)之內(nèi)對鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為165-185°C，保溫時(shí)間為6_8h ；
(7)對經(jīng)過時(shí)效處理后的型材進(jìn)行深冷處理，液氮溫度為-125 -150°C，深冷處理的時(shí)間為2-5小時(shí)，在液氮中的等溫時(shí)間為:型材的橫截面積的乘以2 3min/mm2，深冷處理后將溫度已回升到室溫的型材放入100°C的沸水中加熱60-80分鐘；(8)、防銹處理，將型材放置于防銹液中浸泡，溫度為30-40°C，時(shí)間為30-50分鐘。經(jīng)檢測，產(chǎn)物化學(xué)成分為:Si 0.237%、Mg 2.423%、Fe 0.454%、Cu 0.0604%、Mn
0.0586%、Cr 0.312%、Zn 0.0856%、其 他元素合計(jì)0.121%、其余為Al ;鎂以外的合金成分由原料帶入，力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度為314MPa，屈服強(qiáng)度為263MPa，延伸率為16.2% ;表面性能為:單件局部膜厚25 μ m,落砂試驗(yàn)?zāi)ズ南禂?shù)558 g/μπι,滴堿試驗(yàn)136s。
權(quán)利要求
1.一種抗銹蝕鋁合金型材的熔煉制備方法，其特征在于，包括有以下操作步驟: (1)制招合金溶體: 按下列重量份原料:55-65 8011鋁錠、32-42廢棄的鋁制品、5_10碳化硼、5_10納米石英砂粉末進(jìn)行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時(shí)，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，所述覆蓋劑是由以下重量份組分組成:10-20份CaO、10-25份Fe203、35-45份Si02、12-30份木炭、12-23份粉煤灰；加入鎂錠熔化，鎂錠的重量為原料鋁的1-5% ； 2)精煉處理: 利用精煉劑對鋁合金熔體進(jìn)行精煉處理，當(dāng)鋁合金熔體經(jīng)過精煉處理，并扒出表面浮渣后，即可將熔體輸注到靜置爐，鋁合金熔體進(jìn)入靜置爐后升溫至600-65(TC保持25-30min，然后利用氬氣將鋁合金熔體中的氫及細(xì)小雜質(zhì)帶到表面，從而降低鋁液中的氫含量；再按每噸鋁合金熔體加入90-120Kg除鈉劑，所述的除鈉劑由以下重量份組分組成:氯化鉀50-60、氯化鎂30-40、六氯化二碳2-10，在靜置爐內(nèi)鑄造得鋁合金圓鑄棒，所述的精煉劑由下列重量份原料制得:氯化鉀6-8、氟化鈣3-5、硝酸鈉3-5、石墨粉5-8、氟硅酸鈉8-10、硫酸鈉3-5、氯化鋁5-8、碳酸鉀3-5、凹凸棒土 8_10、NaBF4 5_8、氯化鈉3_5、樹木灰燼5-8，Na2TiF6 8-10, NaF 5-8 ； 所述的精煉劑制備方法如下: a、將上述重量份的凹凸棒土用10-15%硫酸浸泡3-4小時(shí)，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時(shí)，再用去離子水洗滌至中性，然后在500-530°C下煅燒2-3小時(shí)，粉碎成納米粉末； b、將上述重量份的氯化鉀、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鈉、凹凸棒土加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸鈉、1-2%的平平加0、2-3%的檸檬酸三丁酯、3-5%氧化鋁，高速5200-5500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?，得到分散液，分散液脫水烘干粉碎? C、將其它成分加熱熔融后，粉碎； d、將步驟a、b、c得到的物料加入粘結(jié)劑混合攪勻后得粒狀混合物； (3)熱處理 鋁合金圓鑄棒鋸切后進(jìn)行水霧化蒸汽處理，處理時(shí)間為4-5小時(shí)，溫度為450-550°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到450-490°C，并保溫2-3小時(shí)；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加熱到300-400°C，保溫50-70min ； (4)成型加工 將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°C，然后利用擠壓機(jī)將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度240-260°C，擠壓速度7-8米/分鐘；風(fēng)冷型材表面溫度至100-130°C后，放入1_5°C水性淬火液中進(jìn)行淬火處理6-7分鐘； (5)對鋁合金型材經(jīng)過校直處理后，對鋁合金型材進(jìn)行淬火，淬火溫度400-50(TC，冷卻方式選擇為強(qiáng)風(fēng)配合水霧淬火冷卻； (6)在擠壓結(jié)束后8小時(shí)之內(nèi)對鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為165-185°C，保溫時(shí)間為6_8h ； (7)對經(jīng)過時(shí)效處理后的型材進(jìn)行深冷處理，液氮溫度為-125 -150°C，深冷處理的時(shí)間為2-5小時(shí)，在液氮中的等溫時(shí)間為:型材的橫截面積的乘以2 3min/mm2，深冷處理后將溫度已回升到室溫的型材放入100°c的沸水中加熱60-80分鐘； (8)、防銹處理，將型材放置于防銹液中浸泡，溫度為30-40°C，時(shí)間為30-50分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗銹蝕鋁合金型材的熔煉制備方法，其特征在于，所述的碳化硼的細(xì)度為5-8 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗銹蝕鋁合金型材的熔煉制備方法，其特征在于，所述熱處理，鋁合金圓鑄棒鋸切后進(jìn)行水霧化蒸汽處理，處理時(shí)間為4.5小時(shí)，溫度為500°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到480°C，并保溫2.5小時(shí)；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送 入回火爐中加熱到350°C，保溫60min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗銹蝕鋁合金型材的熔煉制備方法，包括有以下操作步驟制鋁合金熔體按下列重量份原料55-653003鋁錠、32-42廢棄的鋁制品、5-10碳化硼、5-10納米石英砂粉末進(jìn)行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時(shí)，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，所述覆蓋劑是由以下重量份組分組成10-20份CaO、10-25份AL2O3、35-45份SiO2、12-30份C、12-23份粉煤灰；本發(fā)明原料配料中添加了廢鋁材料，有利于鋁型材性能穩(wěn)定，減少了鋁液冶煉時(shí)出現(xiàn)沒有檢測的材料影響鋁型材質(zhì)量的可能性；對配方進(jìn)一步優(yōu)化，有利于提高鋁合金型材的綜合性能；對鋁合金型材表面進(jìn)行鉻化處理，提高了鋁合金型材表面氧化膜的抗腐蝕能力和鋁合金型材與涂層的結(jié)合力。
文檔編號(hào)C22C1/02GK103103398SQ20121053065
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者夏坤財(cái) 申請人:蕪湖恒坤汽車部件有限公司