[發(fā)明專利]人行天橋用鋁合金及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610559069.7
• 申請(qǐng)日: 2016-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN105970037B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷素萍;李彬;李永弟;秦龍飛;楊婷婷;羅金鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南南鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/08
• 分類號(hào): C22C21/08;C22C21/02;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/05
• 代理公司: 廣西慧拓律師事務(wù)所45116
• 代理人: 黃九華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金的加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于人行天橋的鋁合金及其制備方法。

背景技術(shù)

人行天橋不僅能更好地緩解交通壓力，也是實(shí)現(xiàn)人車分離的最佳途徑。未來(lái)，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)和和城市建設(shè)需要，建設(shè)人行天橋的項(xiàng)目將會(huì)越來(lái)越多，據(jù)匡算，全國(guó)每年將有幾百座人行天橋需要建設(shè)。目前，人行天橋主要采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)天橋優(yōu)越性比較明顯，但鋼質(zhì)人行天橋自重比較大，承載能力低，且鋼質(zhì)材料易銹蝕，銹蝕后的鋼質(zhì)車廂殘值較低，也普遍面臨著銹蝕而導(dǎo)致的耐久性問題和維護(hù)成本高問題。而且在我國(guó)南方地區(qū)，由于全年雨季過長(zhǎng)以及酸雨對(duì)橋面腐蝕程度嚴(yán)重，大大的增加了天橋的維護(hù)成本，同時(shí)也縮短了天橋使用壽命。因此，尋找一種與鋼材強(qiáng)度相當(dāng)、耐久性好、景觀效果好的新型材料，對(duì)城市人行天橋的發(fā)展具有重要意義。

鋁合金具有高的比強(qiáng)度、比模量、斷裂韌度、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕穩(wěn)定性，同時(shí)還具有良好的成形工藝性和良好的焊接性，因此，成為航空、航天、船舶、汽車、列車、化工、軍事等領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料。例如，飛船的指揮艙與登月艙、運(yùn)載火箭貯箱、衛(wèi)星貯箱、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈殼體、船用殼體、高速列車與地鐵列車鋁合金車廂、化工容器等都由鋁合金結(jié)構(gòu)材料焊接而成。隨著社會(huì)的進(jìn)步、科技的發(fā)展，應(yīng)用新材料、新技術(shù)已成為橋梁工程發(fā)展的一個(gè)大趨勢(shì)。鋁合金作為一種新興材料已越來(lái)越多的被應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)中，在國(guó)內(nèi)外，全鋁合金橋梁也慢慢步入人們的生活圈，成為一道亮麗的風(fēng)景。鋁合金天橋優(yōu)勢(shì)：1、輕量化。在同等性能條件下，鋁天橋比鋼筋水泥結(jié)構(gòu)輕30％以上。2、鋁合金天橋可以在廠內(nèi)生產(chǎn)、加工、拼裝整座天橋，僅僅利用一個(gè)晚上時(shí)間將拼裝好的鋁合金天橋吊裝到現(xiàn)場(chǎng)。避免了傳統(tǒng)的鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的天橋?yàn)榇罱ㄌ鞓蚍饴肥┕?0天以上，造成交通不便。3、鋁合金結(jié)構(gòu)天橋易保養(yǎng)。4、鋁合金天橋拆裝簡(jiǎn)易，因城市改建拆卸方便，材料可回爐。因天橋大小規(guī)格不同，一座大型天橋用鋁量大概在200噸左右，小型天橋大約每座用鋁量在50噸左右。若每座天橋均采用鋁合金材料，按年建200座天橋計(jì)算，僅鋁天橋一項(xiàng)每年將消耗近幾萬(wàn)噸或是幾十萬(wàn)噸鋁合金材料。所以，鋁合金天橋的推廣應(yīng)用對(duì)鋁應(yīng)用市場(chǎng)也不可小覷，值得推廣。

人行天橋需要有良好的強(qiáng)度、韌性、抗疲勞及耐腐蝕性能。而氧化物等非金屬夾雜物的存在會(huì)破壞鋁合金基體的連續(xù)性，降低鋁合金的塑性行、韌性、抗疲勞和耐蝕性，使鋁合金的工藝性能和表面質(zhì)量更差。溶解于鋁合金中的氫會(huì)使鑄錠產(chǎn)生氣孔、疏松，進(jìn)而使加工產(chǎn)品起泡及分層，甚至使鋁合金產(chǎn)品產(chǎn)生氫脆。因此，對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行凈化處理，降低金屬熔體中非金屬夾雜物和去除溶解于鋁熔體中的氣體，特別是氫，獲得高純潔度的鋁合金熔體，為鑄造出高品質(zhì)的鑄錠創(chuàng)造條件，是鋁合金熔煉的一個(gè)重要目的，也是生產(chǎn)人行天橋鋁合金材料的關(guān)鍵步驟。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有良好的強(qiáng)度、韌性、抗疲勞、耐腐蝕性能以及良好的加工性能的人行天橋用鋁合金及其制備方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種人行天橋用鋁合金,其特征在于，其化學(xué)組分按質(zhì)量百分比為：Mg:0.55-1.0％、Si:0.55-0.8％、Mn:0.18-0.55％、Cr:0.1-0.2％、Ta:0.05-0.2％、Ni:0.10-0.3％、V:0.10-0.50％、Cu:0.1-0.3％、Zn≤0.05％、Fe≤0.20％、Ti≤0.05％，其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量≤0.05％，其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。

本發(fā)明人行天橋用鋁合金的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造和均勻化，步驟如下：

(1)熔煉：將鋁錠及中間合金投入熔煉爐在進(jìn)行熔煉，按鋁合金總量的0.05-0.1％往熔煉爐內(nèi)加入精煉劑，鋁液溫度達(dá)到700℃以上時(shí)，投入打渣劑，然后用扒渣車對(duì)熔煉爐內(nèi)的鋁液夾渣進(jìn)行扒渣，打渣劑投入量為鋁合金總量的0.01-0.1％，扒渣后再加入鎂錠，鎂錠采用鐵籠投放入熔煉爐中，在熔煉過程中用電磁攪拌加速熔煉速度，當(dāng)鋁液溫度達(dá)到730-750℃時(shí)轉(zhuǎn)入保溫爐；

(2)精煉：經(jīng)過熔煉的鋁液轉(zhuǎn)至保溫爐進(jìn)行爐內(nèi)精煉，將旋轉(zhuǎn)噴吹除氣裝置的吹頭伸入至保溫爐的鋁液中，由旋轉(zhuǎn)吹頭向鋁液通入氯氣和氬氣進(jìn)行精煉，精煉時(shí)采用在線測(cè)氫儀測(cè)定鋁液的液態(tài)氫含量，精煉完成后將鋁液靜置5-10min后過濾除渣，除渣后的鋁液直接進(jìn)行澆鑄；

(3)鑄造：采用半連續(xù)鑄造生產(chǎn)鋁合金鑄錠，將鋁液澆鑄成棒狀鋁合金鑄坯，對(duì)鋁合金鑄坯表面進(jìn)行噴水冷卻至120℃以下，然后空氣自然冷卻至室溫；