[發明專利]鋁合金材料及其表面處理方法

在審

• 申請號: 201410573896.2
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104372211A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 錢國東
• 申請（專利權）人: 無錫樂華自動化科技有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C25D3/22
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及鋁合金材料及其表面處理方法，屬于金屬材料機金屬材料的加工技術領域。

背景技術

???鋁是純白色輕金屬，有延展性，商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱猛烈燃燒，并發出炫目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液，難溶于水。鋁在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位，是地殼中含量最豐富的金屬元素。航空、建筑、汽車三大重要行業的發展，要求材料特性具有鋁及其合金的獨特性質，這就大大有利于這種新金屬鋁的生產和應用，鋁的應用極為廣泛。

?????鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用，工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之伸入。鋁合金密度低，但是強度比較高，接近甚至超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性，導熱性和抗蝕性，工業上廣發使用，使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金焊接技術的發展，同時焊接技術的發展又拓展了鋁合金的應用領域，因此，鋁合金的焊接技術正成為研究的熱點之一。

鋁合金材料大量運用于建筑、民用和工業領域，而目前工業用高強度鋁合金材料很多不同的要求，如，要求具有高強度、高韌性和良好的加工成型性能、高耐腐蝕能力，有多種表面處理性能或者良好的熱處理性能等。目前，高強鋁合金在工業領域運用的數量和范圍越來越大，但，現有的高強鋁合金材料遠遠不能滿足工業領域的要求。現有高強鋁合金材料只滿足上述部分條件，不能同時滿足上述所有條件，尤其是在加工成型、表面質量、熱處理等性能方面不能滿足。這也使得高強度鋁合金材料在工業領域中的使用收到限制，影響高強度鋁合金在工業領域的使用量。綜上，運用于工業領域的鋁合金材料一般要求具有高強度，高韌性、高表面質量和多種表面處理能力，但是由于這種鋁合金化程度高，其存在加工成型困難、熱處理要求高、表面質量差、表面吃力困難的不足。

高強鋁合金具有強度高，塑性好，可焊性好以及耐腐蝕性能優良等特點，被廣泛應用于飛機的各種結構件和其他強度要求高的高應力焊接結構件上，是目前許多軍用和民用飛機、交通運輸工具中不可缺少的重要結構材料。隨著航天航空技術發展對材料要求的日益提高，研究人員正著力開發強度更高，綜合性能優良的高強度可焊接鋁合金，目前為提高焊接用的高強度鋁合金的綜合性能，主要是在追求材料高強度的同時，降低由于強度提高對抗應力腐蝕性能、斷裂韌性和疲勞強度等造成不良影響。

隨著各行業對高強度鋁合金的要求日益提高，并提出了高載荷、輕質化、高強、高韌、高模量、良好耐腐蝕性能及焊接性能等一系列要求，但目前的研究在一味追求高強度、高韌性鋁合金卻忽視了提高材料的焊接性能，使得現有的鋁合金材料要么強度高而焊接性能差或者焊接性能好膽強度低，導致部分鋁合金結構零件的尺寸選擇上偏向與尺寸較厚且焊接性能較好的材料。零件尺寸較厚主要由兩個發面原因：一方面由于強度低而達不到需要的強度，因此借助厚度來解決所需的高載荷問題；另一方面現存的鋁合金大多數是追求高強度高韌性，而很少又在強度基礎上重視焊接性能的，因此，在高潛伏鋁合金焊接方面的不足，使得鋁合金的結構件在選擇上會偏向強度低而有較好的焊接性能的材料，從而會造成的零件尺寸較厚導致無法滿足鋁合金結構件高載荷和輕質化的要求。

發明人檢索發現，申請號為201210225837.7的發明專利（一種鐵合金材料），其特征是：組成合金材料的金屬元素為Fe、Co、Ni、Cu、Cr?；合金材料各元素質量百分成分：Co?16.81?～?17.08，Ni16.83?～?17.20，Cu?17.69?～?18.40，Cr?14.58?～15.37，Fe?32.02?～?33.05，其余為雜質元素，各組成元素的質量百分比之和為100％。其優點是：本發明提供的鐵合金材料，添加各的元素使合金材料具有良好強度、韌性及力學性能，從而具有很好的壓縮強度和塑性，隨熱處理溫度的升高，該材料壓縮強度沒有明顯的降低，且塑性得到大幅度的提升，同時合金材料具有耐高溫性。合金材料在800℃溫度下退火保溫5?小時后，合金材料的強度和塑性綜合性能最佳。但是該鐵合金材料制作程序復雜，制作成本高，周期長。