一種化工熱交換器用鋁合金型材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種化工熱交換器用鋁合金型材的制備方法，該鋁合金型材各元素組成的質(zhì)量百分比為：Si0.2-0.4、Mg2.6-3.4、Zn1.2-1.8、Mn0.6-1.2、Ni0.4-0.8、Cr0.3-0.6、Cu0.08-0.14、Ti0.25-0.45、Fe0.1-0.2、Nb0.3-0.5、Sn0.2-0.3、Pt0.05-0.1、As0.04-0.07、Sc0.03-0.05、Pm0.02-0.03、Gd0.01-0.02，余量為Al。本發(fā)明制得的鋁合金型材綜合性能優(yōu)異，強(qiáng)度高，抗疲勞性好，在惡劣環(huán)境下耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長，完全滿足化工熱交換器性能要求。
【專利說明】一種化工熱交換器用鋁合金型材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化工熱交換器用鋁合金型材的制備方法，屬于鋁合金材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]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，因其密度低，強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗蝕性等性能，可加工成各種型材，廣泛用于機(jī)械制造、運輸機(jī)械、動力機(jī)械及航空工業(yè)等方面?；峤粨Q器接觸到的化學(xué)介質(zhì)都具有一定的腐蝕作用，因此，耐腐蝕性是衡量化工熱交換器性能好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)，是鋁合金熱交換器降低成本、提高壽命的關(guān)鍵。然而目前鋁合金熱交換器在綜合性能、耐腐蝕性能上已經(jīng)無法滿足化工日益惡劣的工作環(huán)境和條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種化工熱交換器用鋁合金型材的制備方法，提高其耐腐蝕性能，延長其使用壽命。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種化工熱交換器用鋁合金 型材的制備方法，包括以下步驟:
(I)按照元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足下列要求:Si 0.2-0.4、Mg 2.6-3.4、Zn 1.2-1.8,Mn 0.6-1.2、Ni 0.4-0.8、Cr 0.3-0.6、Cu 0.08-0.14、Ti 0.25-0.45、Fe 0.1-0.2、Nb0.3-0.5、Sn 0.2-0.3、Pt 0.05-0.K As 0.04-0.07, Sc 0.03-0.05, Pm 0.02-0.03, Gd
0.01-0.02，余量為Al進(jìn)行配料，將爐料投入中頻感應(yīng)爐，加熱至745-755°C，待爐料全部熔化，攪拌25-35min，扒渣，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進(jìn)行精煉，精煉溫度為720-740°C，精煉時間為10-15min，精煉完畢后靜置20_30min，扒渣后進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為 690-710°C，鑄造速度為 14-18mm/min ；
(2)將鑄坯進(jìn)行均勻化處理:先以80-120°C /h升溫至180-240°C，保溫2_3h，再以70-900C /h 升溫至 360-390°C，保溫 4_6h，然后以 60_80°C /h 降溫至 220_250°C，保溫 3_4h，再以 100-150°C /h 升溫至 450-480°C，保溫4_8h，然后以 140_180°C /h 降溫至 160_180°C，保溫1-2h，空冷至室溫，然后以200-250°C /h升溫至490-520°C，保溫5_10h，再以120_160°C /h降溫至220-250°C，保溫3-5h，空冷至室溫；
(3)將均勻化處理后的鑄錠預(yù)熱至425-455?，然后利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為410-430°C，擠壓速率為2-4mm/s ；
(4)上述擠壓出來的鋁合金型材強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至220-240°C，保溫4-6h，然后以60-80°C/h升溫至350-380°C，保溫2-3h，再以70-90°C /h降溫至170_190°C，保溫5_10h，然后放入0-5°C冰鹽水中降溫至50°C以下，取出以80-120°C /h升溫至180_220°C，保溫5_8h，再以 100-150°C /h 升溫至 475-495 °C，保溫 l_2h，然后以 80_120°C /h 降溫至 250_280°C，保溫4-6h，再以70-90°C /h升溫至370-410°C，保溫2_3h，然后以100_150°C /h降溫至160-190°C，保溫5-10h，空冷至室溫后進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量控制在0.5-0.8% ；
(5)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材進(jìn)行時效處理:先以90-110°C /h升溫至190-21 (TC，保溫 5-10h，再以 40-60°C /h 降溫至 70_90°C，保溫 10_15h，再以 30_50°C /h 升溫至140-160°C，保溫8-12h，空冷至室溫，再以40_60°C /h升溫至95_105°C，保溫10_15h，
空冷至室溫，經(jīng)鋸切、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
[0005]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鉀15-20、氯化鈉10-15、氟鈦酸鉀4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4_8、橄欖石5_10、重晶石3_6、光鹵石2-4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸鈉1-2、木質(zhì)素磺酸鈣2-3 ；b.將橄欖石、重晶石、光鹵石混合均勻，720-750°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1180-1240°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與氟鈦酸鉀、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均勻，然后加入硬脂酸、三聚磷酸鈉、木質(zhì)素磺酸1丐，2000-3000rpm高速研磨10_15min,待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min，噴射造粒，即得精煉劑。
[0006]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明制得的鋁合金型材綜合性能優(yōu)異，強(qiáng)度高，抗疲勞性好，在惡劣環(huán)境下耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長，完全滿足化工熱交換器性能要求。
[0007]【具體實施方式】
一種化工熱交換器用鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足下列要求:Si0.2-0.4、Mg 2.6-3.4、Zn 1.2-1.8,Mn 0.6-1.2, Ni 0.4-0.8, Cr 0.3-0.`6, Cu 0.08-0.14, Ti 0.25-0.45, Fe 0.1-0.2, Nb0.3-0.5、Sn 0.2-0.3、Pt 0.05-0.K As 0.04-0.07, Sc 0.03-0.05, Pm 0.02-0.03, Gd
0.01-0.02，余量為Al進(jìn)行配料，將爐料投入中頻感應(yīng)爐，加熱至750°C，待爐料全部熔化，攪拌30min，扒渣，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進(jìn)行精煉，精煉溫度為735°C，精煉時間為15min，精煉完畢后靜置30min，扒渣后進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為705°C，鑄造速度為16mm/miη ；
(2)將鑄坯進(jìn)行均勻化處理:先以120°C/h升溫至220°C，保溫2h，再以80°C /h升溫至370°C，保溫5h，然后以70°C /h降溫至250°C，保溫3h，再以120°C /h升溫至475°C，保溫5h，然后以160°C /h降溫至170°C，保溫lh，空冷至室溫，然后以240°C /h升溫至510°C，保溫8h，再以150°C /h降溫至230°C，保溫4h，空冷至室溫；
(3)將均勻化處理后的鑄錠預(yù)熱至435°C，然后利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為410°C，擠壓速率為3mm/s ；
(4)上述擠壓出來的鋁合金型材強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至220°C，保溫6h，然后以80°C/h升溫至3700C，保溫2h，再以90°C /h降溫至180°C，保溫8h，然后放入1°C冰鹽水中降溫至50°C以下，取出以120°C /h升溫至210°C，保溫6h，再以150°C /h升溫至490°C，保溫lh，然后以IOO0C /h降溫至270°C，保溫5h，再以80°C /h升溫至390°C，保溫3h，然后以120°C /h降溫至180°C，保溫8h，空冷至室溫后進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量控制在0.7% ；
(5)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材進(jìn)行時效處理:先以95°C/h升溫至205°C，保溫7h，再以50°C /h降溫至80°C，保溫15h，再以40°C /h升溫至155°C，保溫10h，空冷至室溫，再以50°C /h升溫至105°C，保溫12h，空冷至室溫，經(jīng)鋸切、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
[0008]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量(kg)的原料:氯化鉀15、氯化鈉15、氟鈦酸鉀6、元明粉4、玻璃粉8、冰晶石粉6、橄欖石8、重晶石4、光鹵石3、硬脂酸0.5、三聚磷酸鈉2、木質(zhì)素磺酸鈣2 ；b.將橄欖石、重晶石、光鹵石混合均勻，735°C煅燒3h，冷卻至室溫后放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡lh，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1180°C煅燒2h，冷卻至室溫，粉碎，過150目篩與氟鈦酸鉀、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均勻，然后加入硬脂酸、三聚磷酸鈉、木質(zhì)素磺酸H2500rpm高速研磨15min,待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至820°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌25min,噴射造粒，即得精煉劑。
[0009]所得的鋁合金型材經(jīng)檢驗力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度361Mpa，屈服強(qiáng)度為254Mpa，伸長率為16.6%ο·
【權(quán)利要求】
1.一種化工熱交換器用鋁合金型材的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 按照元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足下列要求:Si 0.2-0.4, Mg 2.6-3.4、Zn 1.2-1.8, Mn0.6-1.2, Ni 0.4-0.8, Cr 0.3-0.6, Cu 0.08-0.14, Ti 0.25-0.45, Fe 0.1-0.2, Nb0.3-0.5、Sn 0.2-0.3、Pt 0.05-0.K As 0.04-0.07, Sc 0.03-0.05, Pm 0.02-0.03, Gd0.01-0.02，余量為Al進(jìn)行配料，將爐料投入中頻感應(yīng)爐，加熱至745-755°C，待爐料全部熔化，攪拌25-35min，扒渣，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進(jìn)行精煉，精煉溫度為720-740°C，精煉時間為10-15min，精煉完畢后靜置20_30min，扒渣后進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為 690-710°C，鑄造速度為 14-18mm/min ； (2)將鑄坯進(jìn)行均勻化處理:先以80-120°C/h升溫至180-240°C，保溫2_3h，再以70-900C /h 升溫至 360-390°C，保溫 4_6h，然后以 60_80°C /h 降溫至 220_250°C，保溫 3_4h，再以 100-150°C /h 升溫至 450-480°C，保溫4_8h，然后以 140_180°C /h 降溫至 160_180°C，保溫1-2h，空冷至室溫，然后以200-250°C /h升溫至490-520°C，保溫5_10h，再以120_160°C /h降溫至220-250°C，保溫3-5h，空冷至室溫； (3)將均勻化處理后的鑄錠預(yù)熱至425-455?，然后利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為410-430°C，擠壓速率為2-4mm/s ； (4)上述擠壓出來的鋁合金型材強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至220-240°C，保溫4-6h，然后以60-80°C/h升溫至350-380°C，保溫2-3h，再以70_90°C /h降溫至170_190°C，保溫5_10h，然后放入0-5°C冰鹽水中降溫至50°C以下，取出以80-120°C /h升溫至180_220°C，保溫5_8h，再以 100-150°C /h 升溫至 475-495 °C，保溫 l_2h，然后以 80_120°C /h 降溫至 250_280°C，保溫4-6h，再以70-90°C /h升溫至370-410°C，保溫2_3h，然后以100_150°C /h降溫至160-190°C，保溫5-10h，空冷至室溫后進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量控制在0.5-0.8% ；· (5)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材進(jìn)行時效處理:先以90-110°C/h升溫至190-210°C，保溫 5-10h，再以 40-60°C /h 降溫至 70_90°C，保溫 10_15h，再以 30_50°C /h 升溫至140-160°C，保溫8-12h，空冷至室溫，再以40_60°C /h升溫至95_105°C，保溫10_15h，空冷至室溫，經(jīng)鋸切、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化工熱交換器用鋁合金型材的制備方法，其特征在于，所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鉀15-20、氯化鈉10-15、氟鈦酸鉀4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4-8、橄欖石5_10、重晶石3_6、光鹵石2_4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸鈉1-2、木質(zhì)素磺酸鈣2-3 ；b.將橄欖石、重晶石、光鹵石混合均勻，720-750°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1180-1240°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與氟鈦酸鉀、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均勻，然后加入硬脂酸、三聚磷酸鈉、木質(zhì)素磺酸1丐，2000-3000rpm高速研磨10_15min,待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min，噴射造粒，即得精煉劑。
【文檔編號】C22C21/08GK103710590SQ201310688497
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】吳賢春 申請人:蕪湖萬潤機(jī)械有限責(zé)任公司