本发明涉及铝合金工艺,具体涉及船用6系铝合金型材及其制备方法。
背景技术:
1、铝合金具有密度小、比强度和比刚度高、耐蚀性好、维护成本低、低温性能好等特点,在船舶、海上平台等海洋工程领域得到了广泛的应用。上世纪60年代,美、日、俄等国开始普遍使用5xxx铝合金板材和6xxx铝合金型材作为船体及上建筑,积累了丰富的应用经验,建立了较为完善的船用铝合金体系以及配套的理论和加工工艺。原船体及船上建筑大量使用6系及其改进型铝合金型材,例如6082,然而,虽然综合性能较好,但力学性能难以满足海工用舱室铝型材对日益增长的高强耐蚀综合性能需求。同时提高铝合金的强度、耐腐蚀、焊接及抗疲劳性能仍是目前重要的研究方向,现有技术采用引入微量元素平衡上述性能,但因制备方法问题无法制备出船用6系铝合金型材。
2、综上,亟需解决现有技术存在的由于微量元素引入使得合金化程度升高进而船用6系铝合金型材难以兼具强度、耐腐蚀、焊接以及抗疲劳性能的问题。
技术实现思路
1、本发明要解决由于微量元素引入使得合金化程度升高进而船用6系铝合金型材难以兼具强度、耐腐蚀、焊接以及抗疲劳性能的技术问题。
2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种船用6系铝合金型材,其中,所述铝合金型材中各组分及其重量百分比为:
3、si含量为0.9-1.5%;
4、fe含量≤0.2%;
5、cu含量为0.2-0.9%;
6、mn含量为0.2-0.8%;
7、mg含量为0.9-1.3%;
8、zn含量为0.02-0.5%;
9、er含量为0.02-0.2%;
10、zr含量为0.02-0.2%;
11、其它杂质元素总含量≤0.15%;
12、余量为al。
13、本发明第二方面提供一种上述船用6系铝合金型材的制备方法,其中,所述制备方法包括:
14、将铝合金原料熔炼,熔炼温度760-780℃,使用电磁搅拌配合机械搅拌,精炼,铸造,在线除气,过滤,均匀化处理,其中铸造速度为50-80mm/min;
15、对均匀化处理后的铝合金铸锭进行挤压,挤压模具的工作带宽度为3-4mm,导流坑坡脚为12-18度;
16、对挤压后的铝合金材料穿水冷却,淬火槽与挤压装置前墙距离小于300mm;
17、将淬火后的铝合金材料进行保温时效,采用单级时效制度。
18、本发明第三方面提供由上述制备方法制得的船用6系铝合金型材。
19、本发明的有益效果为:
20、(1)本发明提供的船用6系铝合金型材兼具高强度、耐腐蚀、可焊接以及抗疲劳性能。
21、(2)本发明提供的制备方法针对船用6系铝合金型材组分改变,使得合金化程度提高难以加工处理的问题,解决了熔体粘度大、流动性差而疏松、夹渣倾向加大的问题。
22、(3)本发明提供的船用6系铝合金型材三项关键技术取得突破:新型舱室高强耐蚀铝合金挤压型材强度能够与焊接性能相匹配、挤压型材耐剥落腐蚀性能提升、挤压型材抗疲劳性能提升,最终生产出屈服强度≥350mpa,抗拉强度≥390mpa,疲劳强度≥200mpa,剥落腐蚀满足gb/t122639-2008ea级的新型船用舱室高强耐蚀铝合金型材要求,使产品性能高出相近成分6110a铝合金抗拉强度性能10mpa。采用该型材进行激光焊焊接后,接头抗拉强度≥300mpa,接头强度≥0.76,满足了船用舱室对铝型材高强、耐腐蚀、可焊、抗疲劳的综合性能要求。
1.一种船用6系铝合金型材,其特征在于,所述铝合金型材中各组分及其重量百分比为:
2.一种权利要求1所述船用6系铝合金型材的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述电磁搅拌的条件为:电磁搅拌时间为30-40min,间隔时间为5-10min;
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述过滤为双级过滤,其中,过滤板烘烤时间大于1h。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述均匀化处理为395-405℃×6h+485-495℃×8h+550-560℃×20h,空冷。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述挤压条件包括模具温度为485-510℃,铸棒加热温度为520-550℃,挤压筒温度为400-460℃,挤压制品速度为5-10m/min,拉伸量为0.6-1%,挤压比为31-34,外接圆直径为58-62mm,截面面积为3.5-3.8cm2。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述单级时效制度为170-175℃×8-12h。
8.由权利要求2-7中任意一项所述制备方法制得的船用6系铝合金型材。
