[发明专利]一种高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法

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。

主权项

1.一种高强韧抗腐蚀Al‑Zn‑Mg系铝合金的制备方法，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％；该铝合金的制备方法包括以下步骤：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。