本发明涉及铝合金
技术领域：
，尤其涉及一种消防车用高强度铝合金型材及其制备方法。
背景技术：
：铝型材由于具有较高的比强度，较好的加工性能，较强的耐腐蚀性和环保性能，被广泛应用于车辆制造领域，且有效提高车辆的制造效率和使用寿命。消防车指主要用来执行火灾应对任务的特殊车辆，消防车可以运送消防员抵达灾害现场，并为其执行救灾任务提供多种工具，因此，提高消防车性能，具有实际意义。随着人们对铝合金型材的性能要求的提高，目前消防车用铝合金型材在强度与耐腐蚀性方面还有待提高。技术实现要素：基于
背景技术：
存在的技术问题，本发明提出了一种消防车用高强度铝合金型材及其制备方法，得到的铝合金型材密度小，强度与硬度大，具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和加工性能，其使用寿命长，性能稳定，有效改善消防车性能。本发明提出的一种消防车用高强度铝合金型材，其按质量分数包括以下组分：zn：4.1～4.4％、cu：1.4～1.8％、mg：1.2～1.6％、mn：0.35～0.45％、si：0.24～0.32％、fe：0.2～0.3％、cr：0.12～0.18％、ti：0.1～0.18％、li：0.09～0.18％、ni：0.22～0.32％、zr：0.06～0.12％、v：0.08～0.15％、nb：0.06～0.12％、y：0.02～0.06％、ce：0.04～0.08％、nd：0.02～0.06％，其余为al及不可避免的杂质。具体实施方式中，zn的质量分数还可以为4.15％、4.2％、4.25％、4.3％、4.35％，cu的质量分数还可以为145％、1.5％、1.55％、1.6％、1.65％、1.7％，mg的质量分数还可以为1.25％、1.3％、1.35％、1.4％、1.45％、1.5％，mn的质量分数还可以为0.38％、0.4％、0.42％、0.44％，si的质量分数还可以为0.26％、0.28％、0.3％、0.31％，fe的质量分数还可以为0.22％、0.24％、0.25％、0.26％、0.28％，cr的质量分数还可以为0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.18％，ti的质量分数还可以为1.11％、0.12％、0.14％、0.15％、0.16％，li的质量分数还可以为0.1％、0.12％、0.13％、0.15％、0.16％，ni的质量分数还可以为0.24％、0.26％、0.28％、0.3％，zr的质量分数还可以为0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％，v的质量分数还可以为0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.14％，nb的质量分数还可以为0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％，y的质量分数还可以为0.03％、0.04％、0.05％，ce的质量分数还可以为0.05％、0.06％、0.07％，nd的质量分数还可以为0.03％、0.04％、0.05％，其余为al及不可避免的杂质。优选地，cu、mg、zn之间的质量分数满足以下关系式：2.2≤(wcu+0.5×wzn)/wmg≤3，其中，wcu、wmg、wzn分别为cu、mg、zn的质量分数。优选地，y、ce、nd之间的质量分数满足以下关系式：0.1％≤wy+wce+wnd≤0.17％，其中，wy、wce、wnd分别为y、ce、nd的质量分数。本发明还提出了一种消防车用高强度铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：s1、将原料熔炼，得到合金液，浇注后得到初级铝合金铸锭；s2、将初级铝合金铸锭均匀化处理，得到铝合金铸锭；s3、将铝合金铸锭挤压成型后进行热处理得到铝合金基体；s4、将铝合金基体清洗，然后激光重熔，得到消防车用高强度铝合金型材。优选地，s2中，均匀化处理具体过程如下：将初级铝合金铸锭在440～460℃下均匀化处理2～3h，再在480～500℃下均匀化处理1～2h，得到铝合金铸锭。优选地，s3中，热处理具体过程如下：将挤压成型后铝合金铸锭置于220～250℃下保温1～2h，再升温至320～350℃，保温1～2h，然后降温至150～180℃，保温1～2h，空冷至室温后得到铝合金基体。优选地，s4中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为1.5～2.5mm，扫描速度为6～8mm/s，功率为1.2～1.6kw。本发明中通过合理控制cu、mg、zn在铝合金型材中的含量，且使cu、mg、zn三者之间的质量分数满足以下关系式：2.2≤(wcu+0.5×wzn)/wmg≤3，具有良好的协同作用，在本发明铝合金型材中生成弥散分布的强化相al2cu、al2cumg、mgzn2，改善了本发明制品组织结构，提高本发明制品的位错密度，抑制再结晶，有效提高本发明制品拉伸强度、屈服强度、硬度、抗冲击性和柔韧性等力学性能，同时改善本发明制品耐磨、耐温与加工性能；再通过合理控制y、ce、nd三者的含量，有效净化本发明合金液，减少feo在铝合金型材中的含量，降低铝合金型材的开裂敏感性，同时具有细化晶粒，改善晶粒分布等作用，进一步优化本发明制品组织结构，提高本发明制品强度、冲击韧性及耐腐蚀性等性能。在制备过程中，对铝合金铸锭进行均匀化处理与热处理，合理选择工艺参数，有效改善本发明制品中强化相析出的大小与分布，抑制枝晶偏析，提高了铝合金的强度、硬度、韧性、耐腐蚀性与加工性能，降低变形抗力，避免非平衡凝固组织效应导致的非平衡组织与粗大析出相等的出现；再合理设置激光重熔工艺参数，有效净化本发明铝合金型材表面结构，同时对铝合金型材表面组织进行晶粒细化，提高铝合金型材表面的位错密度，抑制再结晶，进一步提高本发明铝合金型材强度、耐腐蚀性、耐磨性、疲劳强度等性能。本发明提出的一种消防车用高强度铝合金型材及其制备方法，得到的铝合金型材密度小，强度与硬度大，具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和加工性能，其使用寿命长，性能稳定，有效改善消防车性能。具体实施方式下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1本发明提出的一种消防车用高强度铝合金型材，其按质量分数包括以下组分：zn：4.1％、cu：1.8％、mg：1.2％、mn：0.35％、si：0.24％、fe：0.2％、cr：0.12％、ti：0.18％、li：0.09％、ni：0.22％、zr：0.06％、v：0.08％、nb：0.06％、y：0.02％、ce：0.08％、nd：0.02％，其余为al及不可避免的杂质。本发明还提出的一种消防车用高强度铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：s1、将原料熔炼，得到合金液，浇注后得到初级铝合金铸锭；s2、将初级铝合金铸锭均匀化处理，得到铝合金铸锭；s3、将铝合金铸锭挤压成型后进行热处理得到铝合金基体；s4、将铝合金基体清洗，然后激光重熔，得到消防车用高强度铝合金型材。实施例2本发明提出的一种消防车用高强度铝合金型材，其按质量分数包括以下组分：zn：4.4％、cu：1.4％、mg：1.6％、mn：0.45％、si：0.32％、fe：0.3％、cr：0.18％、ti：0.1％、li：0.18％、ni：0.32％、zr：0.12％、v：0.15％、nb：0.12％、y：0.06％、ce：0.04％、nd：0.06％，其余为al及不可避免的杂质。本发明还提出的一种消防车用高强度铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：s1、将原料熔炼，得到合金液，浇注后得到初级铝合金铸锭；s2、将初级铝合金铸锭在440℃下均匀化处理3h，再在500℃下均匀化处理1h，得到铝合金铸锭；s3、将铝合金铸锭挤压成型后置于220℃下保温2h，再升温至350℃，保温1h，然后降温至180℃，保温1h，空冷至室温后得到铝合金基体；s4、将铝合金基体清洗，然后激光重熔，得到消防车用高强度铝合金型材；其中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为1.5mm，扫描速度为8mm/s，功率为1.6kw。实施例3本发明提出的一种消防车用高强度铝合金型材，其按质量分数包括以下组分：zn：4.25％、cu：1.56％、mg：1.46％、mn：0.41％、si：0.28％、fe：0.24％、cr：0.15％、ti：0.15％、li：0.13％、ni：0.28％、zr：0.1％、v：0.11％、nb：0.09％、y：0.04％、ce：0.06％、nd：0.04％，其余为al及不可避免的杂质。本发明还提出的一种消防车用高强度铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：s1、将原料熔炼，得到合金液，浇注后得到初级铝合金铸锭；s2、将初级铝合金铸锭在450℃下均匀化处理2.6h，再在490℃下均匀化处理1.6h，得到铝合金铸锭；s3、将铝合金铸锭挤压成型后置于240℃下保温1.5h，再升温至340℃，保温1.5h，然后降温至160℃，保温1.5h，空冷至室温后得到铝合金基体；s4、将铝合金基体清洗，然后激光重熔，得到消防车用高强度铝合金型材；其中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为2mm，扫描速度为7mm/s，功率为1.5kw。实施例4本发明提出的一种消防车用高强度铝合金型材，其按质量分数包括以下组分：zn：4.15％、cu：1.48％、mg：1.28％、mn：0.38％、si：0.26％、fe：0.22％、cr：0.14％、ti：0.12％、li：0.12％、ni：0.3％、zr：0.07％、v：0.14％、nb：0.1％、y：0.05％、ce：0.05％、nd：0.05％，其余为al及不可避免的杂质。本发明还提出的一种消防车用高强度铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：s1、将原料熔炼，得到合金液，浇注后得到初级铝合金铸锭；s2、将初级铝合金铸锭在460℃下均匀化处理2h，再在480℃下均匀化处理2h，得到铝合金铸锭；s3、将铝合金铸锭挤压成型后置于250℃下保温1h，再升温至320℃，保温2h，然后降温至150℃，保温2h，空冷至室温后得到铝合金基体；s4、将铝合金基体清洗，然后激光重熔，得到消防车用高强度铝合金型材；其中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为2.5mm，扫描速度为6mm/s，功率为1.2kw。实施例5本发明提出的一种消防车用高强度铝合金型材，其按质量分数包括以下组分：zn：4.35％、cu：1.65％、mg：1.55％、mn：0.42％、si：0.3％、fe：0.28％、cr：0.16％、ti：0.16％、li：0.16％、ni：0.24％、zr：0.1％、v：0.1％、nb：0.08％、y：0.03％、ce：0.06％、nd：0.03％，其余为al及不可避免的杂质。本发明还提出的一种消防车用高强度铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：s1、将原料熔炼，得到合金液，浇注后得到初级铝合金铸锭；s2、将初级铝合金铸锭在455℃下均匀化处理2.3h，再在490℃下均匀化处理1.2h，得到铝合金铸锭；s3、将铝合金铸锭挤压成型后置于230℃下保温1.2h，再升温至345℃，保温1.6h，然后降温至170℃，保温1.2h，空冷至室温后得到铝合金基体；s4、将铝合金基体清洗，然后激光重熔，得到消防车用高强度铝合金型材；其中，激光重熔的工艺参数如下：单道扫描，氩气保护激光池，光斑直径为1.8mm，扫描速度为7mm/s，功率为1.4kw。对本发明实施例3和实施例5中所述消防车用高强度铝合金型材在常温常压下进行常规性能测试，测试结果如下表：屈服强度/mpa拉伸强度/mpa硬度/hrc实施例3592.6668.2185.8实施例5586.5662.6182.2通过上述表格可以看出，本发明所述消防车用高强度铝合金型材具有良好的屈服强度、拉伸强度和硬度，其性能优异，适合在消防车及其他领域生产使用。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12