一種耐海水腐蝕鋁合金管及其製備方法

2023-06-05 12:35:36 5

專利名稱：一種耐海水腐蝕鋁合金管及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金管及其生產方法。具體說，是具有高耐海水腐蝕性能的鋁合金管及其製備方法，尤其適用於低溫多效蒸餾海水、對海水進行淡化處理的裝備中。
背景技術：
目前，在與海水接觸的裝備中所使用的鋁合金管，其包括以下重量份數的元素 0. 25份的矽、0. 4份的鐵、0. 1份的銅、0. 1份的錳、2. 2 2. 8份的鎂、0. 15 0. 35份的鉻、 0. 1份的鋅和9. 59份 96. 7份的鋁。由於這種鋁合金管中的矽、鐵、銅、鋅等元素含量較高， 在與海水接觸的環境下，極易產生點腐蝕，使得這種鋁合金管的耐海水腐蝕性能較低。又由於這種鋁合金管的原料中含有鉻，雖然利用鉻能使鋁合金中的鎂相沉澱均勻、提高鋁合金管的抗面腐蝕性能，但鉻元素與鐵元素間會形成金屬間化合物在晶間析出，從而降低了鋁合金管的抗晶間腐蝕性能。其次，由於這種鋁合金管的原料中鎂元素的含量較高，雖然鎂元素的含量高會使鋁合金管的強度增加，但會降低其冷變形加工性能，而且這種鋁合金易沿晶界、亞晶界析出第二相β (Mg2Al3)。而β相相對鋁基體來說是陽極，會優先發生腐蝕，使鋁合金具有很大的晶間腐蝕敏感性和應力腐蝕敏感性。由此可見，上述鋁合金管在海水接觸環境下的耐海水腐蝕性能較差，使用壽命短。

發明內容
本發明要解決的問題是提供一種耐海水腐蝕鋁合金管。這種鋁合金管，耐海水腐蝕性能好，使用壽命長。本發明要解決的另一個問題是提供一種製備耐海水腐蝕鋁合金管的方法。為解決上述問題，採取以下技術方案本發明的耐海水腐蝕鋁合金管特點是包括以下重量份數的原料鎂0. 4 1. 8 份；鋁 97. 16 99. 36 份。所述鋁中矽的含量小於0. 08 (重量)％、鐵的含量小於0. 15 (重量)％、銅的含量小於0. 005 (重量)％、鋅的含量小於0. 005 (重量)％。所述鎂和鋁分別為鎂錠和鋁錠。所述鋁錠中，鋁的重量含量彡99.7%。所述鎂錠中，鎂的重量含量彡99. 8%。製備耐腐蝕鋁合金的方法依次包括以下步驟先將鋁錠投入溫度為730°C 750°C的熔煉爐內，使其熔化成熔體；再加入鎂錠，攪拌10分鐘 15分鐘；之後，將熔煉爐內的熔體溫度升至740°C 760°C。與此同時，按照0. 3公斤 0. 8 公斤鋁稀土合金/噸熔體的比例加入鋁稀土合金，並攪拌5 10分鐘，對熔體進行爐內變質處理；之後，以氬氣為載體向熔煉爐內的熔體噴精煉粉，除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質。其中的精煉粉是江西省永安特種冶金材料有限公司生產的噴粉4#噴粉劑；
之後，將爐內熔體放入流槽，並在放入流槽的同時，按照1. 2 1. 6米/分鐘的速度，加入直徑為9 9. 5毫米的鋁鈦硼絲，對熔體進行細化處理。所述鋁鈦硼絲中鈦的含量為4. 5 5. 5 (重量)％，硼的含量為0. 8 1. 3 (重量)％，鋁的含量為93. 2 94. 3 (重量)％ ；之後，將經過細化處理的熔體放入在線除氣箱，並對除氣箱中的熔體吹氬氣，進一步除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質，進行在線氬氣精煉；之後，依次用40目和60目的陶瓷過濾板對經過在線氬氣精煉的熔體進行雙級陶瓷過濾，對熔體進行淨化處理；之後，將經過細化處理過的熔體鑄造成鋁合金棒；之後，將鋁合金棒置於溫度為475°C 500°C的均質爐內，並在此溫度下恆溫保持 240分鐘 260分鐘後，使其冷卻至室溫，對鋁合金棒進行均質處理；之後，將經過均質處理的鋁合金棒擠壓成管坯；之後，將管坯冷拔成鋁合金管；最後，將鋁合金管加熱至160°C 180°C，並在此溫度下恆溫保持120分鐘 180 分鐘，得到耐海水腐蝕鋁合金管。採取上述方案，具有以下優點由上述方案可以看出，與背景技術中的鋁合金管的原料相比，由於大大降低了矽、 鐵、銅、鋅的重量份數比例，使得本發明的鋁合金管在與海水接觸的環境下，不易產生點腐蝕，從而提高了本發明的鋁合金管的耐海水腐蝕性能。又由於本發明的耐海水腐蝕鋁合金管的原料中不含鉻元素，避免了金屬間化合物在晶間析出現象的發生，從而提高了鋁合金管的抗晶間腐蝕性能。其次，由於與背景技術中的鋁合金管的原料相比，降低原料中鎂元素的含量，不僅會提高鋁合金管的冷變形加工性能，還能使鎂在鋁基體中以單一的α (Mg2Al3) 相存在，避免了第二相β (Mg2Al3)的析出，降低了鋁合金的晶間腐蝕敏感性和應力腐蝕敏感性。由此可見，本發明的鋁合金管在海水接觸環境下的耐海水腐蝕性能好，使用壽命長。
具體實施例方式實施例一先選取以下重量份數的原料鎂錠0. 6份、鋁錠98. 5份。所述鋁錠中矽的含量為0. 075 (重量)%、鐵的含量為0. 14 (重量)％、銅的含量為0. 004 (重量)％、鋅的含量為0. 0035 (重量)％。所述鎂錠中，鎂的重量含量彡99.8%。然後，將鋁錠投入溫度為730°C的熔煉爐內，使其熔化成熔體。再加入鎂錠，攪拌10分鐘分鐘。之後，將熔煉爐內的熔體溫度升至740°C。與此同時，按照0. 3公斤的鋁稀土合金 /噸熔體的比例加入鋁稀土合金，並攪拌5分鐘，對熔體進行爐內變質處理。之後，以氬氣為載體向熔煉爐內的熔體噴精煉粉，除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質；其中的精煉粉是江西省永安特種冶金材料有限公司生產的噴粉4#噴粉劑。之後，將爐內熔體放入流槽，並在放入流槽的同時，按照1. 2米/分鐘的速度，力口入直徑為9毫米的鋁鈦硼絲，對熔體進行細化處理。所述鋁鈦硼絲中鈦的含量為4. 5(重量)％，硼的含量為0. 8 (重量)％，鋁的含量為94. 7 (重量)％。之後，將經過細化處理的熔體放入在線除氣箱，並對除氣箱中的熔體吹氬氣，進一步除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質，進行在線氬氣精煉。之後，依次用40目和60目的陶瓷過濾板對經過在線氬氣精煉的熔體進行雙級陶瓷過濾，對熔體進行淨化處理。之後，將經過細化處理過的熔體鑄造成鋁合金棒。之後，將鋁合金棒置於溫度為475°C的均質爐內，並在此溫度下恆溫保持240分鐘後，使其自然冷卻至室溫，對鋁合金棒進行均質處理。之後，用擠壓機將經過均質處理的鋁合金棒擠壓成管坯。之後，用冷拔機將管坯冷拔成鋁合金管。最後，將鋁合金管置於時效爐內並加熱至160°C，並在此溫度下恆溫保持120分鐘，得到耐海水腐蝕鋁合金管。實施例二先選取以下重量份數的原料鎂錠1.2份、鋁錠97. 9份。所述鋁錠中矽的含量為0. 06 (重量)％、鐵的含量為 0. 12 (重量)％、銅的含量為0. 0035 (重量)％、鋅的含量為0. 004 (重量)％。所述鎂錠中，
鎂的重量含量> 99.8%。然後，將鋁錠投入溫度為741°C的熔煉爐內，使其熔化成熔體。再加入鎂錠，攪拌12分鐘分鐘。之後，將熔煉爐內的熔體溫度升至746°C。與此同時，按照0. 5公斤的鋁稀土合金 /噸熔體的比例加入鋁稀土合金，並攪拌8分鐘，對熔體進行爐內變質處理。之後，以氬氣為載體向熔煉爐內的熔體噴精煉粉，除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質。其中的精煉粉是江西省永安特種冶金材料有限公司生產的噴粉4#噴粉劑。之後，將爐內熔體放入流槽，並在放入流槽的同時，按照1. 4米/分鐘的速度，加入直徑為9. 3毫米的鋁鈦硼絲，對熔體進行細化處理。所述鋁鈦硼絲中鈦的含量為4. 9(重量)％，硼的含量為1. 1 (重量)％，鋁的含量為94 (重量)％。之後，將經過細化處理的熔體放入在線除氣箱，並對除氣箱中的熔體吹氬氣，進一步除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質，進行在線氬氣精煉。之後，依次用40目和60目的陶瓷過濾板對經過在線氬氣精煉的熔體進行雙級陶瓷過濾，對熔體進行淨化處理。之後，將經過細化處理過的熔體鑄造成鋁合金棒。之後，將鋁合金棒置於溫度為490°C的均質爐內，並在此溫度下恆溫保持250分鐘後，使其自然冷卻至室溫，對鋁合金棒進行均質處理。之後，用擠壓機將經過均質處理的鋁合金棒擠壓成管坯。之後，用冷拔機將管坯冷拔成鋁合金管。最後，將鋁合金管置於時效爐內並加熱至172°C，並在此溫度下恆溫保持140分鐘，得到耐海水腐蝕鋁合金管。實施例三先選取以下重量份數的原料
鎂錠1. 8份、鋁錠99. 2份。所述鋁錠中矽的含量為0. 045 (重量)%、鐵的含量為 0. 11 (重量)％、銅的含量為0. 002 (重量)％、鋅的含量為0. 003 (重量)％。所述鎂錠中，
鎂的重量含量> 99.8%。然後，將鋁錠投入溫度為750°C的熔煉爐內，使其熔化成熔體。再加入鎂錠，攪拌15分鐘分鐘。之後，將熔煉爐內的熔體溫度升至760°C。與此同時，按照0. 8公斤的鋁稀土合金 /噸熔體的比例加入鋁稀土合金，並攪拌10分鐘，對熔體進行爐內變質處理。之後，以氬氣為載體向熔煉爐內的熔體噴精煉粉，除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質。其中的精煉粉是江西省永安特種冶金材料有限公司生產的噴粉4#噴粉劑。之後，將爐內熔體放入流槽，並在放入流槽的同時，按照1. 6米/分鐘的速度，加入直徑為9. 5毫米的鋁鈦硼絲，對熔體進行細化處理。所述鋁鈦硼絲中鈦的含量為5. 5(重量)％，硼的含量為1. 3 (重量)％，鋁的含量為93. 2 (重量)％。之後，將經過細化處理的熔體放入在線除氣箱，並對除氣箱中的熔體吹氬氣，進一步除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質，進行在線氬氣精煉。之後，依次用40目和60目的陶瓷過濾板對經過在線氬氣精煉的熔體進行雙級陶瓷過濾，對熔體進行淨化處理。之後，將經過細化處理過的熔體鑄造成鋁合金棒。之後，將鋁合金棒置於溫度為500°C的均質爐內，並在此溫度下恆溫保持260分鐘後，使其自然冷卻至室溫，對鋁合金棒進行均質處理。之後，用擠壓機將經過均質處理的鋁合金棒擠壓成管坯。之後，用冷拔機將管坯冷拔成鋁合金管。最後，將鋁合金管置於時效爐內並加熱至180°C，並在此溫度下恆溫保持180分鐘，得到耐海水腐蝕鋁合金管。
權利要求
1.一種耐海水腐蝕鋁合金管，其特徵在於包括以下重量份數的原料 鎂0. 4 1. 8份；鋁 97. 16 99. 36 份；所述鋁中矽的含量小於0. 08 (重量)％、鐵的含量小於0. 15 (重量)％、銅的含量小於 0. 005 (重量)%、鋅的含量小於0. 005 (重量)％ ； 所述鎂和鋁分別為鎂錠和鋁錠。
2.根據權利要求1所述的耐海水腐蝕鋁合金管，其特徵在於所述鋁錠中，鋁的重量含量彡99. 7%。
3.根據權利要求1所述的耐海水腐蝕鋁合金管，其特徵在於所述鎂錠中，鎂的重量含量彡99. 8%。
4.製備權利要求1所述耐腐蝕鋁合金的方法，其特徵在於依次包括以下步驟 先將鋁錠投入溫度為730°C 750°C的熔煉爐內，使其熔化成熔體；再加入鎂錠，攪拌10分鐘 15分鐘；之後，將熔煉爐內的熔體溫度升至740V 760°C;與此同時，按照0. 3公斤 0. 8公斤鋁稀土合金/噸熔體的比例加入鋁稀土合金，並攪拌5 10分鐘，對熔體進行爐內變質處理；之後，以氬氣為載體向熔煉爐內的熔體噴精煉粉，除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質；其中的精煉粉是江西省永安特種冶金材料有限公司生產的噴粉4#噴粉劑。之後，將爐內熔體放入流槽，並在放入流槽的同時，按照1. 2 1. 6米/分鐘的速度， 加入直徑為9 9. 5毫米的鋁鈦硼絲，對熔體進行細化處理；所述鋁鈦硼絲中鈦的含量為4. 5 5. 5 (重量)％，硼的含量為0. 8 1. 3 (重量)％，鋁的含量為93. 2 94. 3 (重量)％ ；之後，將經過細化處理的熔體放入在線除氣箱，並對除氣箱中的熔體吹氬氣，進一步除去熔體中的氫氣和氧化鋁雜質，進行在線氬氣精煉；之後，依次用40目和60目的陶瓷過濾板對經過在線氬氣精煉的熔體進行雙級陶瓷過濾，對熔體進行淨化處理；之後，將經過細化處理過的熔體鑄造成鋁合金棒；之後，將鋁合金棒置於溫度為475°C 500°C的均質爐內，並在此溫度下恆溫保持MO 分鐘 260分鐘後，使其冷卻至室溫，對鋁合金棒進行均質處理； 之後，將經過均質處理的鋁合金棒擠壓成管坯； 之後，將管坯冷拔成鋁合金管；最後，將鋁合金管加熱至160°C 180°C，並在此溫度下恆溫保持120分鐘 180分鐘， 得到耐海水腐蝕鋁合金管。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於所述氬氣的純度>99. 99重量％。
全文摘要
本發明涉及一種耐海水腐蝕鋁合金管。具體說，是具有高耐海水腐蝕性能的鋁合金管。它是用鎂和鋁等原料，經熔化、攪拌、爐內變質處理、除雜、細化處理、在線氬氣精煉、淨化處理、鑄造、均質處理、擠壓、冷拔等步驟而製成。這種鋁合金管，耐海水腐蝕性能好，使用壽命長。尤其適用於低溫多效蒸餾海水、對海水進行淡化處理的裝備中。
文檔編號C22F1/06GK102465221SQ20101055191
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者馮身霖, 張大平, 李志軍 申請人:無錫海特鋁業有限公司