一种高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108315612A(43)申请公布日2018.07.24(21)申请号201810096324.8(22)申请日2018.01.31(71)申请人广东省材料与加工研究所地址510651广东省广州市天河区长兴路363号(72)发明人王顺成周楠李盛峰张会(74)专利代理机构广东世纪专利事务所44216代理人刘卉(51)Int.Cl.C22C21/10(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22C1/06(2006.01)C22F1/053(2006.01)权利要求书1页说明书9页(54)发明名称一种高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法，铝合金含有主合金元素Zn、Mg、Cu和微合金化元素Mn、Cr、Er、Ti、B等，其余为Al和不可避免的杂质元素。其制备方法包括熔化铝合金液、炉内喷吹精炼、在线晶粒细化、在线除气过滤、半连续铸造、铸锭均匀化、加热与挤压、在线淬火和人工时效处理。本发明通过优化设计合金的成分组成及其制备工艺，抑制再结晶和晶粒长大，使Al-Zn-Mg系铝合金沿挤压方向获得纤维晶组织，提高铝合金挤压材的断裂韧性和抗腐蚀性能，铝合金挤压材具有优异的综合性能，适合于制造汽车、轨道车辆、船舶、飞机等交通运输工具轻量化用铝材。CN108315612ACN108315612A权利要求书1/1页1.一种高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金，其特征在于该铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn5.6～5.9%，Mg0.5～0.8%，Cu0.3～0.5%，Mn0.4～0.6%，Cr0.2～0.3%，Er0.2～0.3%，Ti0.02～0.03%，B0.004～0.006%，Fe≤0.15%，Si≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中，Mn、Cr、Er的质量比为2:1:1，不可避免的其它杂质单个含量≤0.05%，总量≤0.15%。2.一种权利要求1所述高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：选用Al-20Cu合金、Al-20Mn合金、Al-10Cr合金、Al-10Er合金、Al-5Ti-1B合金丝和纯度为99.7%的铝锭、纯度为99.9%的锌锭、纯度为99.9%的镁锭作为原材料；第二步：将铝锭在770～780℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为5.6～5.9%的锌锭、0.5～0.8%的镁锭、1.5～2.5%的Al-20Cu合金、2～3%的Al-20Mn合金、2～3%的Al-10Cr合金和2～3%的Al-10Er合金，搅拌熔化成铝合金液；第三步：用六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼10～15分钟，扒渣后静置30～40分钟；第四步：将炉内铝合金液导入流槽，将占原材料总重量为0.4～0.6%的Al-5Ti-1B合金丝加入到铝合金液中进行在线晶粒细化处理；第五步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为150～160转/分钟、氩气流量为5～6立方米/小时的除气机和孔隙度为30～40ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；第六步：将铝合金液在铸造温度670～680℃、铸造速度110～120毫米/分钟、冷却水压力1～2MPa条件下半连续铸造成铝合金铸锭；第七步：将铝合金铸锭加热至450～460℃均匀化处理3-4小时，再继续加热到550～560℃均匀化处理2-3小时，然后水雾强制冷却至室温；第八步：将铝合金铸锭加热至520～530℃，在挤压速度7～8米/分钟、挤压比60～70条件下进行挤压成形，然后穿水冷却至室温；第九步：将挤压铝合金加热至150～160℃时效9～10小时，随炉冷却后得到高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金。2CN108315612A说明书1/9页一种高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于铝合金制备技术领域，具体是涉及一种高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法。背景技术[0002]随着汽车、轨道车辆、船舶、飞机等交通运输工具轻量化的发展，铝合金在交通运输工具上的应用日益扩大。交通运输工具对铝合金的综合性能要求较高，如具有较高的强度、断裂韧性和抗腐蚀性能，以提高交通运输工具的安全性、抗冲击性和耐持久性等。Al-Zn-Mg系铝合金是可热处理强化的高强度铝合金，虽然具有强度高的优点，但用于交通运输工具时，普遍存在断裂韧性不足和腐蚀敏感性较大的问题，主要原因是Al-Zn-Mg系铝合金的合金化元素含量较高，高合金化导致强度与韧性之间存在较大的制约关系，高密度的析出强化相在晶界聚集容易引发应力腐蚀和晶界腐蚀等。通过多元微合金化形成微细铝化物弥散相，抑制再结晶和晶粒长