高强耐蚀复合铝合金材料制造技术

一种高强耐蚀复合铝合金材料，其外层是耐腐蚀铝合金，内层是高强韧铝合金；本发明专利技术的高强耐蚀复合铝合金材料的耐腐蚀性能与ＬＦ２１铝合金相当，但强度比ＬＦ２１合金高５０％以上，兼有耐腐蚀和高强度特性，可以通过热处理进行强化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸造
，特别是一种高强耐蚀复合铝合金材料。在许多应用场合，往往要求材料表面性能不同于其内层性能。传统的解决途径无非是兼顾内层和表面的要求，选用所谓综合性能达到要求的高档次材料或进行相应的表面处理。两种途径都不可避免地使得材料成本大幅度上升。在变形铝合金中，根据应用场合的不同，可分为包覆铝、防锈铝、硬铝、锻铝和超硬铝等类别。一般地，防锈铝合金的耐腐蚀性能优良但强度往往不高，硬铝合金则刚好相反，强度很高但耐腐蚀性能较差，因此实际应用时需要采用包铝工序。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的缺点，提供一种高强耐蚀复合铝合金材料，其合金成分随铸件截面按要求分布，使其内层具有高强度，外层具有防腐蚀性能。本专利技术的高强耐蚀复合铝合金材料的外层是耐腐蚀铝合金，内层是高强韧铝合金。本专利技术的高强耐蚀复合铝合金材料可以采用下述方法制备得到在连续或半连续铸造过程中，将耐腐蚀铝合金和高强韧铝合金的金属液以分离水口方式连续注入同一结晶器，顺序凝固，结成—体，由引锭装置以恒速牵引。所述耐腐蚀铝合金和高强韧铝合金是两类性能不同的铝合金。例如Al-1.0～1.6Mn(简称LF21)是耐腐蚀铝合金中的一种，Al-3.8～4.9 Cu-1.2～1.8Mg-0.3～0.9Mn(简称LY12)是高强韧铝合金中的一种。本专利技术的高强耐蚀复合铝合金材料的内层合金成份中，其中的铜、镁含量从内向外呈梯度降低。本专利技术与现有技术相比的优点是1、本专利技术的高强耐蚀复合铝合金材料的耐腐蚀性能与LF21铝合金相当，但强度比LF21合金高50％以上，兼有耐腐蚀和高强度特性；2、本专利技术的高强耐蚀复合铝合金材料可以通过热处理进行强化。附图说明图1是本专利技术高强耐蚀复合铝合金铸件横截面的宏观形貌图；图2是图1的铸件横截面的成份分布图。具体实施例方式铸造所用的原材料为工业纯铝、工业纯镁、Al-Mn10％中间合金和Al-Cu50％中间合金。主要工艺参数见表1。表1 合金的铸造工艺参数外浇包熔 内浇包熔体 外浇包熔体温 节流孔径内浇包熔体成分 铸造速度/mm·sec-1冷却速度/L·sec-1体成分 温度/K度/K/mmAl-5Cu-2Mg-1Mn Al-1.5Mn 1073 10031.8 2.5 0.85压制在500吨的油压机上进行自由压制，在450～500℃压制成板材，变形量约为70％。热处理固溶+时效处理。固溶温度480～500℃，固溶时间0.5～1小时，水淬，时效温度150～200℃，时效时间8～15小时。如图1所示，所得铸件的横截面宏观形貌清楚地显示铸件内外层的组织差别。铸件成分分布如图2所示，是铸件横截面径向的Cu含量分布，图中的每个成分数值除圆心外都是同一圆周上四个对称点的平均值。从图中可以看出，合金横截面上Cu含量的都是从铸锭芯部到表面逐渐降低，并且当R小于约20mm时降低比较平缓，当R大于约20mm以后，Cu含量急剧下降，总的趋势是内层Cu含量接近2024，表层接近3003，在R约为20mm-27.5mm之间是成分陡降区。此外，在铸件的不同位置，成分分布基本上是一样的。合金的力学性能对铸件进行拉伸试验，按GB228-87测量合金的力学性能，测量结果见表2。为了便于比较，表中同时列出了LF21合金的有关力学性能。表2 合金的力学性能抗拉强度屈服强度延伸率合金 状态σb/MPaσ0.2/MPa δ5/％本专利技术合金R215 178 11本专利技术合金CS 300 280 8LF21防锈铝R135 125 16LF21防锈铝R≥120 - ≥15LF21防锈铝Y200 185 9从表中可见，研制合金的抗拉强度比LF21防锈铝合金高59％，屈服强度高42.4％。众所周知，LF21合金是一种不可强化的铝合金，但研制合金由于内层成分含有可热处理强化的元素，因此经过T6处理后，抗拉强度和屈服强度分别比R态下提高了39.5％和57.3％。由于合金外层成分与LF21合金接近，因此，研制合金在力学性能大幅度提高的前提下，能够保证与LF21合金相当的耐腐蚀性能。权利要求1.一种高强耐蚀复合铝合金材料，其特征在于其外层是耐腐蚀铝合金，内层是高强韧铝合金。2.根据权利要求1所述的高强耐蚀复合铝合金材料，其特征在于采用下述方法制备得到在连续或半连续铸造过程中，将耐腐蚀铝合金和高强韧铝合金的金属液以分离水口方式连续注入同一结晶器，顺序凝固，结成一体，由引锭装置以恒速牵引。3.根据权利要求1或2所述的高强耐蚀复合铝合金材料，其特征在于其内层合金成份中，其中的铜、镁的含量从内向外呈梯度降低。4.根据权利要求1或2所述的高强耐蚀复合铝合金材料，其特征在于外层合金成份是LF12。全文摘要一种高强耐蚀复合铝合金材料,其外层是耐腐蚀铝合金,内层是高强韧铝合金;本专利技术的高强耐蚀复合铝合金材料的耐腐蚀性能与LF21铝合金相当,但强度比LF21合金高50%以上,兼有耐腐蚀和高强度特性,可以通过热处理进行强化。文档编号B22D19/16GK1386601SQ0211516公开日2002年12月25日 申请日期2002年4月28日 优先权日2002年4月28日专利技术者张卫文, 张大童, 龙雁, 李元元, 费劲 申请人:华南理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强耐蚀复合铝合金材料，其特征在于其外层是耐腐蚀铝合金，内层是高强韧铝合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫文，张大童，龙雁，李元元，费劲，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]