專利名稱：提高鋁合金耐腐蝕性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高鋁合金耐腐蝕性能的方法，屬于有色金屬技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車熱交換器使用過程中經(jīng)受非?？量痰牡缆翻h(huán)境影響、反復的熱循 環(huán)和使用周期中產(chǎn)生的振動，還常與氨、硫化氫、氫化物及酸等腐蝕介質(zhì) 接觸，因此要求鋁合金材料不僅要有良好的力學性能、抗下垂性能以及加 工性能、釬焊性、散熱性等，還要有優(yōu)異的耐腐蝕性能。目前，用于熱交
換器的鋁合金主要以Al-Mn系合金為主，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)出的Al-Mn合金的 性能相對較差，不能很好地滿足熱交換器產(chǎn)品的使用要求，尤其是對材料 耐腐蝕性能的要求。隨著汽車使用性能要求的提高，以及卡車等重型車輛 熱交換器鋁化率的提高，對用于熱交換器的鋁合金材料提出了更高的要 求。
合金的耐腐蝕性能是評價產(chǎn)品使用壽命的重要指標，好的耐腐蝕性能 可以保證產(chǎn)品的長期運行穩(wěn)定性和使用安全性。國內(nèi)目前在熱交換器用鋁 合金材料耐腐蝕性能方面的研究較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種提高鋁合金耐腐 蝕性能的方法，旨在有效解決目前熱交換器用鋁合金耐腐蝕性能偏低的問 題。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)提高鋁合金耐腐蝕性能的方法，特點是在熔鑄過程中控制鋁合金的
成分質(zhì)量百分含量Si 0.1 0.5 wt%， Fe 0.1 0.5 wt%， Cu 0.05 0.3 wt %， Mn 1.0 1.6 wt%， Mg0.3 0.6 wt%， Zn0.05 0.3 wt%， Cr0.05 0.15
wt%;其鑄錠均勻化后熱軋及冷粗軋，并于300 500。C中間退火1 4h后 進行冷精軋，控制每道次壓下量大于20%，再對冷精軋帶材進行230 350。C成品退火1 4h。
進一步地，上述的提高鋁合金耐腐蝕性能的方法，將冷精軋帶材在 260 30(TC成品退火1 4h。
本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在 發(fā)明在優(yōu)選的合金成分基礎(chǔ)上，通過控制熔鑄工藝，制備出的鑄錠內(nèi) 部晶粒以大尺寸晶粒形態(tài)存在，既能為合金獲得優(yōu)良耐腐蝕性能提供保 障，又能減少常規(guī)鑄造過程中晶粒細化處理環(huán)節(jié)，節(jié)省生產(chǎn)成本；通過對
軋制工藝和成品退火工藝的優(yōu)選，在最終使用狀態(tài)的帶材內(nèi)形成大量的沿 軋制方向存在的大尺寸拉長晶粒，可減少合金內(nèi)晶界的數(shù)量，抑制腐蝕介
質(zhì)沿晶界向晶內(nèi)腐蝕，從而提高合金的耐腐蝕能力；本發(fā)明在提高合金耐 腐蝕性能的同時還能保持合金具有優(yōu)良的力學性能、熱加工性等特性，利 于材料生產(chǎn)制造，可減少工藝環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)成本，經(jīng)濟效益和社會效應(yīng) 顯著。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明
圖l: 1#鋁合金鑄錠鑄態(tài)小晶粒組織照片；
圖2: 2#鋁合金鑄錠鑄態(tài)大晶粒組織照片；
圖3: 1#和2#合金耐腐蝕性能結(jié)果；
圖4: 1#和2#合金力學性能結(jié)果；
圖5: 3#鋁合金鑄錠鑄態(tài)小晶粒組織照片；圖6: 4#鋁合金鑄錠鑄態(tài)大晶粒組織照片； 圖7: 3#和4#合金耐腐蝕性能結(jié)果； 圖8: 3#和4#合金力學性能結(jié)果；
圖9:不同溫度成品退火下的1#合金耐腐蝕性能結(jié)果； 圖10:不同溫度成品退火下的2#合金耐腐蝕性能結(jié)果； 圖11:不同溫度成品退火下的1#和2#合金力學性能結(jié)果。
具體實施例方式
為滿足熱交換器部件用鋁合金材料所要求的種種特性，本發(fā)明提供一 種提高鋁合金耐腐蝕性能的方法，選擇優(yōu)化的合金組分含量，以合適的熔 鑄、軋制和熱處理等工藝手段進行生產(chǎn)制造，制造獲得的鋁合金帶材的耐 腐蝕性能得到極大提高，且又能保持優(yōu)良的力學性能及熱加工性等其它特 性。
在熔鑄過程中控制鋁合金的成分質(zhì)量百分含量Si0.1 0.5 wt%， Fe 0.1 0.5wt%， Cu0.05 0.3 wt%， Mn 1.0 1.6 wt% ， Mg 0.3 0.6 wt% ， Zn0.05 0.3 wt%， Cr 0.05 0.15 wt%，澆鑄和凝固過程中控制冷卻條件， 使晶粒能充分長大；在優(yōu)選的合金成分基礎(chǔ)上，通過控制鑄造工藝制備出 具有大晶粒的鑄錠，對鑄錠高溫均勻化后進行熱軋以及冷粗軋，再進行 300 500。C中間退火1 4h后進行冷精軋，控制每道次壓下量大于20%， 獲得一定厚度的帶材，最后再對帶材進行230 35(TC成品退火l 4h，成 品退火態(tài)的帶材存在有大量沿軋制方向的拉長再結(jié)晶組織。合金帶材的耐 腐蝕性能得到了極大地提高，且又保持優(yōu)良的力學性能及熱加工性等其它 特性。
熔鑄中還控制金元素添加順序，在澆鑄時不進行任何細化處理，澆鑄 和凝固過程中控制冷卻條件，使晶粒能充分長大，獲得的鑄錠具有大尺寸 晶粒?？蓽p少熔鑄過程中的晶粒細化處理工藝，減少工藝流程，節(jié)約生產(chǎn)成本。
實施例l:
按照成分配比Si0.1wt%， Fe0.5wt%， Cu0.05wt%， Mnl.0wt%， Mg0.6wt%， Zn0.05wt%， Cr0.15wt%，分別以常規(guī)熔鑄工藝和本發(fā)明 提供的方法熔鑄出兩個錠子，其中將按常規(guī)鑄造工藝制備出的錠子定義為 1#，按本發(fā)明提供方法鑄造出的錠子定義為2#。圖l、圖2分別為兩個錠 子的宏觀低倍照片，由圖可以比較發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明提供的熔鑄方法獲得 的2#鑄錠具有粗大的晶粒，晶粒尺寸在l 4mm范圍內(nèi)，而采用常規(guī)熔鑄 工藝獲得的1#鑄錠的晶粒很細小，在0.3mm以下。
將上述兩種鑄錠經(jīng)600°C/15h均勻化處理后在48(TC的加熱溫度進行 熱軋，再經(jīng)35(TC/3h的中間退火后進行冷軋，將獲得的冷軋帶材在270°C 溫度退火2h，獲得H24態(tài)的使用狀態(tài)。從所得到的帶材上分別剪取試驗片， 進行耐腐蝕性能、力學性能的測定。其中，耐腐蝕性能按GB 10124-88進 行試驗，采用對比結(jié)果評價合金的耐腐蝕性能優(yōu)劣，所得結(jié)果見圖3;力 學性能按照國標GB/T228-2002測定，所得結(jié)果見圖4。
由圖3、圖4結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明方法能使合金在保持良好力 學性能的基礎(chǔ)上，耐腐蝕性能得到很大程度提高。
實施例2:
按照成分配比Si 0.5 wt%， Fe0.1wt%， Cu0.3 wt%， Mnl.6wt%， Mg0.3wt%， Zn0.3wt%， Cr0.05wt%，分別以常規(guī)熔鑄工藝和本發(fā)明方 法熔鑄出兩個錠子，其中將按常規(guī)鑄造工藝制備出的錠子定義為3#，按本 發(fā)明方法鑄造出的錠子定義為4#。如圖5、圖6分別為兩個錠子的宏觀低 倍照片，由圖可以比較發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明方法獲得的4#鑄錠具有粗大的晶 粒，晶粒尺寸在l 2mm范圍內(nèi)，而采用常規(guī)熔鑄工藝獲得的3#鑄錠的晶 粒很細小，在0.2mm以下。將上述兩種鑄錠經(jīng)600°C/15h均勻化處理后在480。C的加熱溫度進行 熱軋，再經(jīng)350。C/3h的中間退火后進行冷軋，將獲得的冷軋帶材在27(TC 溫度退火2h，獲得H24態(tài)的使用狀態(tài)。從所得到的帶材上分別剪取試驗片， 進行耐腐蝕性能、力學性能的測定。其中，耐腐蝕性能按GB 10124-88進 行試驗，采用對比結(jié)果來評價合金的耐腐蝕性能優(yōu)劣，所得結(jié)果見圖7; 力學性能按照國標GB/T228-2002測定，所得結(jié)果見圖8。
由圖7、圖8結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，利用本發(fā)明方法使合金在保持良好力學 性能的基礎(chǔ)上，耐腐蝕性能得到很大程度提高。
實施例3:
實施例1中所得到1#鑄錠和2#鑄錠，經(jīng)600°C/15h均勻化處理后在 48(TC的加熱溫度進行熱軋，并經(jīng)350°C/3h的中間退火后進行冷軋，得到 兩種冷軋帶材，分別于250°C、 270°C、 290°C、 310。C成品退火2h，對處 理后的帶材取樣并按上述的標準進行相應(yīng)的耐腐蝕性能和力學性能檢測， 檢測結(jié)果分別如圖9、圖10及圖11。
由圖9、圖10和圖11結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，通過退火處理工藝的優(yōu)化，即 適當提高退火處理溫度，可以使1#和2#帶材的耐腐蝕性能得到很大程度 的提高，并同時保持良好的力學性能。
綜上所述，本發(fā)明在優(yōu)選的合金成分基礎(chǔ)上，通過控制熔鑄工藝，制 備出的鑄錠內(nèi)部晶粒以大尺寸晶粒形態(tài)存在，既能為合金獲得優(yōu)良耐腐蝕 性能的提供保障，又能減少常規(guī)鑄造過程中晶粒細化處理環(huán)節(jié)，節(jié)省生產(chǎn) 成本；通過對軋制工藝和成品退火工藝的優(yōu)選，在最終使用狀態(tài)的帶材內(nèi) 形成大量的沿軋制方向存在的大尺寸拉長晶粒，可減少合金內(nèi)晶界的數(shù) 量，抑制腐蝕介質(zhì)沿晶界向晶內(nèi)腐蝕，從而提高合金的耐腐蝕能力；本發(fā) 明在提高合金耐腐蝕性能的同時還能保持合金具有優(yōu)良的力學性能、熱加 工性等特性，利于材料的生產(chǎn)制造，可減少工藝環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)成本。以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限 制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利 保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 提高鋁合金耐腐蝕性能的方法，其特征在于在熔鑄過程中控制鋁合金的成分質(zhì)量百分含量Si 0.1～0.5wt％，F(xiàn)e 0.1～0.5wt％，Cu 0.05～0.3wt％，Mn 1.0～1.6wt％，Mg 0.3～0.6wt％，Zn 0.05～0.3wt％，Cr 0.05～0.15wt％；其鑄錠均勻化后熱軋及冷粗軋，并于300～500℃中間退火1～4h后進行冷精軋，控制每道次壓下量大于20％，再對冷精軋帶材進行230～350℃成品退火1～4h。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋁合金耐腐蝕性能的方法，其特征在 于將冷精軋帶材在260 300'C成品退火l 4h。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高鋁合金耐腐蝕性能的方法，在熔鑄過程中控制鋁合金的成分質(zhì)量百分含量Si 0.1～0.5wt％，F(xiàn)e 0.1～0.5wt％，Cu 0.05～0.3wt％，Mn 1.0～1.6wt％，Mg 0.3～0.6wt％，Zn 0.05～0.3wt％，Cr 0.05～0.15wt％；其鑄錠均勻化后熱軋及冷粗軋，并于300～500℃中間退火1～4h后進行冷精軋，控制每道次壓下量大于20％，再對冷精軋帶材進行230～350℃成品退火1～4h。在優(yōu)選的合金成分基礎(chǔ)上，通過控制熔鑄工藝，制備出的鑄錠內(nèi)部晶粒以大尺寸晶粒形態(tài)存在，既能為合金獲得優(yōu)良耐腐蝕性能提供保障，又能減少常規(guī)鑄造過程中晶粒細化處理環(huán)節(jié)；本發(fā)明在提高合金耐腐蝕性能的同時還能保持合金具有優(yōu)良的力學性能、熱加工性等特性。
文檔編號C22C21/00GK101413077SQ20081023524
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者劉國金, 潘琰峰, 紀艷麗, 平 胡, 郭富安 申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司