一种高韧性耐蚀铝合金型材及其制备工艺的制作方法

技术特征：
1.一种高韧性耐蚀铝合金型材，其特征在于，按照如下重量百分比的元素配制铝合金型材的原料：si 0.03~0.12wt%、fe 0.13~0.35wt%、cu 0.05~0.08wt%、mn 0.06~0.15wt%、ni 0.1~0.3wt%、zr 0.025~0.046wt%、cr 0.03~0.08wt%、nd 0.016~0.045wt%、yb 0.02~0.06wt%、y 0.035~0.062wt%，余量为al和不可避免的杂质；其中，元素nd、yb、y的加和含量为0.085~0.155wt%；该铝合金型材按照配料熔炼、精炼、除气除渣、真空浇铸、轧制、固溶处理、时效处理、氟碳漆喷涂制备得到。2.一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1、配料熔炼：按照如下重量百分比的元素，si 0.03~0.12wt%、fe 0.13~0.35wt%、cu 0.05~0.08wt%、mn 0.06~0.15wt%、ni 0.1~0.3wt%、zr 0.025~0.046wt%、cr 0.03~0.08wt%、nd 0.016~0.045wt%、yb 0.02~0.06wt%、y 0.035~0.062wt%，余量为al和不可避免的杂质，元素nd、yb、y的加和含量为0.085~0.155wt%；选择铝锭、铝硅合金、铝铁合金、铝铜合金、铝锰合金、铝镍合金、铝锆合金、铝铬合金，加入熔炼除渣浇铸设备的熔炼炉（20）内，升温至740~760℃，保温熔炼30~50min后，加入铝稀土合金，升温至980~1000℃，保温搅拌熔炼得到熔炼液；s2、精炼、除气除渣：待熔炼液温度降低至760~780℃后，向熔炼炉20内加入熔炼液质量0.16~0.22%的精炼剂，排出熔炼液内的氧气，并通过电动排渣机构排出氧化铝渣滓，得到精炼熔液；s3、真空浇铸：精炼熔液进入浇铸炉30内，水冷降温至680~700℃后进行真空连续浇铸，得到铸坯；s4、轧制：铸坯进行连续轧制，控制入轧的温度为520~540℃，终轧温度为260~280℃，得到轧制型材；其中，轧制的速度为4.2~4.8m/min，水冷降温至35~45℃；s5、固溶处理：将轧制型材按照5~10℃/min的速度升温至480~500℃，保温30~50min，再以3~6℃/min的速度升温至520~535℃，保温15~25min，高压水喷淋淬火降温至30~40℃，得到固溶处理型材；s6、时效处理：固溶处理型材升温至105~115℃时效处理10~12小时，得到时效处理型材；s7、氟碳漆喷涂：时效处理型材的外表面喷涂氟碳漆得到铝合金型材。3.根据权利要求2所述的一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，步骤s1升温、保温熔炼的具体过程为：液压油缸（42）通过其活塞杆驱动控制箱（41）沿限位板（45）上下滑动，调节石墨加热棒（43）伸入熔炼炉（20）内的位置；启动驱动电机（47），驱动电机（47）驱动石墨加热棒（43）转动，石墨加热棒（43）升温后对原料进行保温熔炼。4.根据权利要求2所述的一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，步骤s2排出熔炼液内的氧气的具体过程为：开启氮气钢瓶（52），氮气钢瓶（52）内的氮气经过气体增压泵（50）增压后，由进气管（49）进入石墨加热棒（43）内腔，从多个出气口（48）喷出至熔液内，排出熔液内的氧气。5.根据权利要求2所述的一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，步骤s2电动排渣机构排出氧化铝渣滓的具体过程为：伺服电机（22）驱动转动轴（25）转动，转动轴（25）带动转动筒（23）转动，转动筒（23）外围的棘爪（26）也随之转动，对内啮合棘轮（24）施力，使得内啮合棘轮（24）带动扒渣板（27）转动，将漂浮在熔液表面的氧化铝等渣滓排入排
渣腔（21）内，在排渣腔（21）内冷凝收集。6.根据权利要求2所述的一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，所述精炼剂由na3alf6、mgcl2、naf、na2sif6、alf3、nacl按照质量比1:2:1:1:2:3混合粉碎而成。7.根据权利要求2所述的一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，所述氟碳漆的制备方法如下：按照重量份，将45~65份氟碳树脂、10~20份乙烯基酯树脂、6~12份乙酸乙酯、5~10份环己酮添加至反应釜中，搅拌30~50min，加入3~8份滑石粉、1~3份二硫化钼、2~6份羧甲基纤维素钠后，混合均匀，过滤即可。8.根据权利要求2所述的一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，所述熔炼除渣浇铸设备包括机架（10）、熔炼炉（20）、浇铸炉（30）和可调加热除气机构（40），可调加热除气机构（40）包括控制箱（41）、液压油缸（42）和石墨加热棒（43），液压油缸（42）的活塞杆贯穿固定板（44）设置，固定板（44）的两侧设有限位板（45），限位板（45）向下延伸与第一安装板（13）固定连接，活塞杆的底端与控制箱（41）的顶部连接，液压油缸（42）通过其活塞杆驱动控制箱（41）沿限位板（45）上下滑动；控制箱（41）的内腔通过卡槽（46）安装有若干个石墨加热棒（43），石墨加热棒（43）朝熔炼炉（20）内腔延伸；卡槽（46）的上方安装有驱动电机（47），石墨加热棒（43）的外周向外延伸设置有多个出气口（48），石墨加热棒（43）的内腔延伸设置有进气管（49），进气管（49）随着石墨加热棒（43）的转动位置不发生变化；进气管（49）延伸出控制箱（41）外与气体增压泵（50）的出气端连接，气体增压泵（50）的进气端通过出气管（51）与氮气钢瓶（52）连接。9.根据权利要求8所述的一种高韧性耐蚀铝合金型材的制备工艺，其特征在于，所述熔炼炉（20）的顶部一侧设有排渣腔（21），熔炼炉（20）上靠近排渣腔（21）处设有电动排渣机构；电动排渣机构包括伺服电机（22）、转动筒（23）和内啮合棘轮（24），转动筒（23）的轴心设有转动轴（25），转动轴（25）贯穿熔炼炉（20）设置，转动筒（23）的外围转动连接有若干个棘爪（26），棘爪（26）与内啮合棘轮（24）的内围接触；伺服电机（22）从熔炼炉（20）的外部伸入后与转动轴（25）连接，内啮合棘轮（24）的外围环形阵列分布多个弯折状的扒渣板（27），扒渣板（27）的外缘靠近排渣腔（21）。

技术总结
本发明公开了一种高韧性耐蚀铝合金型材及其制备工艺，涉及铝合金技术领域，本发明的铝通过其他金属元素和稀土元素形成铝化物弥散相，产生协同作用，提高铝合金型材的强度、断裂韧性和耐腐蚀性，稀土元素Nd、Yb、Y加入熔液后明显细化合金组织，生成新的稀土相，有效提高铝合金型材的力学性能；制备工艺中的熔炼、精炼、除气、除渣步骤均通过熔炼除渣浇铸设备完成，以提高精炼熔液的纯度和各元素的分散均匀度；氟碳漆在铝合金型材表面喷涂成膜后，含氟侧链和乙烯基集中在涂膜表面，形成疏水疏油的基团，起到良好的防水、防油、耐腐蚀的效果。耐腐蚀的效果。耐腐蚀的效果。


技术研发人员：刘胜强 刘芬 张征领
受保护的技术使用者：常州市凯宏铝业有限公司
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2022/6/7