[发明专利]一种耐腐蚀的铝合金及其加工方法

说明书

本发明涉及一种耐腐蚀的铝合金及其加工方法，属于铝合金加工技术领域。所述的铝合金由如下组分及其质量百分比组成：Si：1.6‑2.0％、Mn：0.20‑0.32％、Cr：0.16‑0.35％、Ni：0.08‑0.2％、Mo：0.1‑0.22％、Ti：0.12‑0.32％、纳米WC：0.18‑0.5％、Gd：0.06‑0.1％，余量为Al和杂质。本发明中的铝合金配伍合理，将其熔炼成铝合金板材，对铝合金半成品先碱性脱脂处理，再进行电镀锡，最后进行封闭处理，通过多重保护，进一步提高铝合金的耐磨性和耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及一种耐腐蚀的铝合金及其加工方法，属于铝合金加工技术领域。

背景技术

铝合金具有密度小、比强度和比刚度较高、塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性、抗冲击性能和相当高的再回收率、再生率等一系列优良特性，因此受到了人们的普遍关注。目前铝合金被广泛应用于各行各业，如制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件，舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，因其良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度而被用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等。

随着铝合金应用范围越来越广，对其使用性能要求也越来越高。影响铝合金性能的主导因素集中在组成组分及加工工艺方面。现有技术中对铝合金组分的研究不乏少数，但都是一味的追求改善合金的机械性能和力学性能，却忽视了其耐磨耐腐蚀耐高温性能。目前普遍采用的加工技术有通过激光、氩弧、电火花堆焊等手段使合金表面合金化；以等离子喷涂、电化学方法为主的合金表面覆层法；借助冷态基体迅速冷却工艺对合金表现进行电子束改性等。表面合金化过程中合金的氧化烧损严重，单一的喷涂或电化学处理都不能够满足一些特殊领域对铝合金材料耐腐蚀耐磨性能的要求，因此开发和筛选一种耐磨耐腐蚀新型铝合金十分必要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种腐蚀性、耐磨性及耐高温性的铝合金。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种铝合金，所述的铝合金由如下组分及其质量百分比组成：Si：1.6-2.0％、Mn：0.20-0.32％、Cr：0.16-0.35％、Ni：0.08-0.2％、Mo：0.1-0.22％、Ti：0.12-0.32％、纳米WC：0.18-0.5％、Gd：0.06-0.1％，余量为Al和杂质。

本发明选择上述组成组分，其原因在于，硅(Si)具有较低的热膨胀系数，加入硅可以降低合金的热膨胀系数，但也会增加合金的脆性，进一步加入碳(C)和钼可以提高合金的硬度而弥补了硅的不足。本发明还加入了锰、钛、铬，Mn与Al形成的MnAl₆化合物和钛与铝形成TiAl₂相可以产生协同作用细化再结晶晶粒，TiAl2相还是结晶时的非自发核心，其表面自由能较低易于再结晶，而铬在铝中和锰(CrMn)Al₁₂等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，锰、钛、铬相互影响对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力。进一步加入镍、纳米WC，其原因在于镍虽可以改善合金的抗拉伸强度和耐高温性能，但其易于造成晶间腐蚀而降低合金的耐蚀性能，而纳米WC具有特殊的纳米结构，可以将镍吸附于表面减少晶间腐蚀，进而改善合金的机械性能和耐蚀性能。稀土元素钆与铝形成Al₃Gd相，该相的晶格类型和晶格常数与基体铝非常接近，减少二次晶间距，提高合金的耐磨和耐高温性能。

作为优选，所述的铝合金由如下组分及其质量百分比组成所述的铝合金由如下组分及其质量百分比组成：Si：1.7-1.9％、Mn：0.25-0.3％、Cr：0.18-0.32％、Ni：0.12-0.18％、Mo：0.15-0.2％、Ti：0.15-0.25％、纳米WC：0.22-0.35％、Gd：0.08-0.1％，余量为Al和杂质。