[发明专利]一种超高强韧抗腐蚀铝合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高强韧抗腐蚀铝合金及其制备方法，该铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn 5.6%～5.9%，Mg 2.3%～2.6%，Cu 1.4%～1.8%，Cr 0.2%～0.3%，Ni 0.1%～0.2%，Sm 0.05%～0.1%，V 0.05%～0.1%，Ti 0.01%～0.02%，C 0.002%～0.004%，Fe≤0.15%，Si≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质。其制备方法包括：熔炼配制铝合金液、炉内喷吹精炼、在线细化处理、在线除气过滤、铸锭均匀化、加热挤压、在线淬火和人工时效。所制备的铝合金具有强度高、塑性好和优异的抗冲击韧性和抗应力腐蚀开裂性能。

技术领域

本发明涉及铝合金及其制备技术领域，特别涉及一种超高强韧抗腐蚀铝合金及其制备方法。

背景技术

随着汽车、轨道交通、船舶、飞机等交通运输工具轻量化的发展，铝合金在交通运输工具上的应用日益扩大。交通运输工具用铝合金大多为大规格、中空、薄壁的铝合金型材，为了提高交通运输工具的承载能力、抗冲击性、服役安全性和服役寿命，对铝合金型材的综合性能也要求较高，如较高的强度、抗冲击韧性、抗腐蚀性能等。

现有Al-Mg-Si系和Al-Mg-Si-Cu系铝合金，虽然具有较好的挤压加工性能和焊接性能，但用于交通运输工具作为受力结构件时，还普遍存在强度偏低的问题。Al-Zn-Mg-Cu系铝合金属于可热处理强化的高强度铝合金。虽然Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的强度较高，但Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的抗冲击断裂韧性和抗应力腐蚀性能又普遍较低，原因是高合金化导致强度与韧性之间存在较大的制约关系，高密度的析出强化相在晶界聚集容易引发应力腐蚀等。因此，现有Al-Zn-Mg-Cu系铝合金及其制备和挤压方法仍有待改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种具有高强度、塑性好以及优良的抗冲击韧性的铝合金及其制备方法，旨在解决上述所指出的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种超高强韧抗腐蚀铝合金，由以下质量百分比的成分组成：Zn 5.6%～5.9%，Mg 2.3%～2.6%，Cu 1.4%～1.8%，Cr 0.2%～0.3%，Ni 0.1%～0.2%，Sm 0.05%～0.1%，V 0.05%～0.1%，Ti 0.01%～0.02%，C 0.002%～0.004%，Fe≤0.15%，Si≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个含量≤0.05%，总量≤0.15%。

一种超高强韧抗腐蚀铝合金的制备方法，包括以下步骤：

S001. 选用纯度≥99.8%的铝锭、纯度≥99.9%的锌锭、纯度≥99.95%的镁锭以及AlCu20合金、AlCr10合金、Al Ni10合金、AlSm5合金、AlV5合金和AlTi5C1合金杆为原材料；

S002. 将铝锭放入熔化炉中740～750℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为5.6%～5.9%的锌锭、2.3%～2.6%的镁锭、7%～9%的AlCu20合金、2%～3%的AlCr10合金、1%～2%的AlNi10合金、1%～2%的AlSm5合金和1%～2%的AlV5合金，搅拌熔化成铝合金液；

S003. 用占原材料总重量为0.2%～0.5%的无钠精炼剂和纯度≥99.9%的氩气对炉内铝合金液喷吹精炼10～20分钟进行除气除杂处理，扒渣后再静置20～30分钟；

S004. 将炉内铝合金液导入流槽，将占原材料总重量为0.2%～0.4%的AlTi5C1合金杆加入到铝合金液中进行在线细化处理；

S005. 将铝合金液依次流过设置在流槽上的除气机和泡沫陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；

S006. 将铝合金液半连续铸造成铝合金铸锭；