一种抗剥落腐蚀等级为N级的耐蚀铝合金制造技术

技术编号：44893439 阅读：3 留言：0更新日期：2025-04-08 00:32

本发明专利技术属于铝合金材料领域，提供了一种抗拉强度超过780MPa、剥落腐蚀N级的铝合金及其制备方法。本发明专利技术的铝合金包括如下重量百分比的化学成分：Zn10.0‑12.0%、Mg2.5‑3.5%、Zr0.08‑0.25%、Ti0.03‑0.10%、Fe≤0.10%、Si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al。其制备方法为：按合金成分配料，通过水冷模具铸造得到所需规格的合金圆锭；经双级均匀化工艺处理及挤压工艺成型；经双级固溶及T6峰值时效后抗拉强度超过780MPa，抗剥落腐蚀等级N级；制备的板材可广泛应用于航空航天、交通运输及兵器等领域的轻量化部件。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料，涉及一种铝合金及其制备方法，具体涉及一种抗拉强度超过780mpa、抗剥落腐蚀等级n级的超高强铝合金挤压板材的制备方法。

技术介绍

1、al-zn-mg系铝合金具有低密度、高强韧性和低成本等优点，是航空航天航海、军工及轨道交通等领域极具应用前景的结构材料。随着应用向近海、工业、大气的扩展，传统al-zn-mg合金的耐腐蚀性及力学性能已经逐渐不能适应构件设计要求。如何在保持良好的耐腐蚀性能的前提下同时具备较高的抗拉强度成为al-zn-mg系合金发展的关键难题。向al-zn-mg系合金中加入cu元素进行微合金化，可以促进时效早期的团簇形成并增加强化相的体积分数，显著影响析出相的种类、形态和分布，从而提高合金的力学性能。众多研究表明al-zn-mg系铝合金中加入cu元素可以增加合金硬度及抗拉强度，但同时会增加合金的剥落腐蚀敏感性（剥蚀等级普遍在eb等级及以下），限制了al-zn-mg合金的广泛应用。

2、为了增加al-zn-mg合金的强度和耐腐蚀性能，人们尝试了系列方案，如：专利申请cn118497566a中就涉及到了一种轻质高模量高强韧耐蚀铝合金材料，其特征在于，所述铝合金含有：mg 5.0~7.9wt%，zn 2.2~4.6wt%，li 0.5~1.9wt%，和总含量不超过0.7wt%的mn、ti、zr、sc、er元素中的至少一种，余者为al以及不可避免的杂质，其中杂质元素每种≤0.25wt%、总和≤ 0.50wt%。其采用的制备工艺为：以锭坯为原料，经均匀化热处理和/或预热，然后采用热变形，接着

3、目前，关于抗剥落腐蚀等级为n级且抗拉强度大于等于740mpa的耐蚀铝合金还鲜有报道。

技术实现思路

1、本专利技术在专利申请cn118880134a的基础上，为了进一步提升产品的耐腐蚀性能并确保其强度，提出了本专利技术。

2、本专利技术一种抗剥落腐蚀等级为n级的耐蚀铝合金，以质量百分比计，包括下述化学成分：zn10.0-12.0%、mg2.5%-3.5%、zr0.08-0.25%、ti0.03-0.10%、fe≤0.10%、si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为al；所述耐蚀铝合金的抗剥落腐蚀等级为n级且抗拉强度大于等于740mpa；

3、所述耐蚀铝合金通过下述步骤制备：

4、步骤一：按上述化学成分及重量百分比要求配料，通过水冷模具铸造得到铝合金铸锭；

5、步骤二：将步骤一所得铸锭按照双级均匀化工艺处理，具体如下：第一级均匀化温度为400-450℃，保温时间为8-16h；第二级均匀化温度为a℃，第二阶段均匀化处理的时间为30-48h；保温时间为20-60h；铸锭均匀化结束后取出空冷；a的取值为460-475℃；

6、步骤三：将步骤二所得铸锭扒皮后进行热挤压，挤压比为20~50。

7、步骤四：将步骤三所得板材经双级固溶及峰值时效处理，具体如下：第一级固溶温度为b℃，保温时间为1h-2h；第二级固溶温度为c℃，保温时间为20-45min；固溶阶段结束后进行水淬，淬火后进行峰值时效处理；峰值时效温度为110-130℃，保温时间为16-32h；b的取值为450-470、c的取值为475-490，且b<c、a<c。

8、作为优选，在所述合金的化学成分中含有高含量的zn和mg，其重量百分比为：zn10.0-12.0%、mg2.5%-3.5%。在本专利技术中，zn含量不低于10wt%，mg含量不低于2.5%，同时不含cu元素，配合后续的挤压和热处理工艺，为实现峰时效状态下超高强度提供了必要条件，也为其具有超强耐剥落腐蚀性能提供了必要条件。

9、作为进一步的优选方案，本专利技术一种抗剥落腐蚀等级为n级的耐蚀铝合金，以质量百分比计，包括下述化学成分：zn 11- 11.5%、mg2.8-3.3%、、zr0.1-0.15%、ti0.03-0.07%、fe≤0.10%、si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为al。

10、作为更进一步的优选方案，本专利技术一种抗剥落腐蚀等级为n级的耐蚀铝合金，以质量百分比计，包括下述化学成分：zn 11.2%、mg3.2%、zr0.12%、ti0.05%、fe≤0.10%、si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为al。

11、本专利技术采用特殊的双级本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抗剥落腐蚀等级为N级的耐蚀铝合金，其特征在于：以质量百分比计，包括下述化学成分：Zn10.0-12.0%、Mg2.5%-3.5%、Zr0.08-0.25%、Ti0.03-0.10%、Fe≤0.10%、Si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al；所述耐蚀铝合金的抗剥落腐蚀等级为N级且抗拉强度大于等于740MPa；

2.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀等级为N级的耐蚀铝合金，其特征在于：以质量百分比计，包括下述化学成分：Zn 11- 11.5%、Mg2.8-3.3%、、Zr0.1-0.15%、Ti0.03-0.07%、Fe≤0.10%、Si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al。

3.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀等级为N级的耐蚀铝合金，其特征在于：以质量百分比计，包括下述化学成分：Zn 11.2%、Mg3.2%、Zr0.12%、Ti0.05%、Fe≤0.10%、Si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为Al。

4.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀

5.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀等级为N级的耐蚀铝合金，其特征在于：所述步骤一中，通过水冷模具铸造得到铝合金圆锭，铸锭尺寸直径Φ110-130mm。

6.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀等级为N级的耐蚀铝合金，其特征在于：所述步骤三挤压工艺过程中挤压温度为410-430℃、进一步优选为413-417℃，挤压比为26-28。

7.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀等级为N级的耐蚀铝合金，其特征在于：所述步骤四的固溶工艺采取双级强化固溶，具体如下：

8.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀等级为N级的耐蚀铝合金，其特征在于：所述步骤四的固溶工艺结束后采取水淬，淬火时间小于5s，淬火温度为室温；峰值时效温度为115-125℃，保温时间为20-28h。

9.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀等级为N级的耐蚀铝合金，其特征在于：峰时效态产品的抗拉强度大于788MPa、屈服强度大于786MPa、延伸率大于5.0%，剥落腐蚀等级为N级。

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【技术特征摘要】

1.一种抗剥落腐蚀等级为n级的耐蚀铝合金，其特征在于：以质量百分比计，包括下述化学成分：zn10.0-12.0%、mg2.5%-3.5%、zr0.08-0.25%、ti0.03-0.10%、fe≤0.10%、si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为al；所述耐蚀铝合金的抗剥落腐蚀等级为n级且抗拉强度大于等于740mpa；

2.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀等级为n级的耐蚀铝合金，其特征在于：以质量百分比计，包括下述化学成分：zn 11- 11.5%、mg2.8-3.3%、、zr0.1-0.15%、ti0.03-0.07%、fe≤0.10%、si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为al。

3.根据权利要求1所述的一种抗剥落腐蚀等级为n级的耐蚀铝合金，其特征在于：以质量百分比计，包括下述化学成分：zn 11.2%、mg3.2%、zr0.12%、ti0.05%、fe≤0.10%、si≤0.10%、其它杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%，余量为al。

4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文胜，袁硕，肖代红，刘堂建，黄兰萍，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：

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