本发明属于铝合金材料研究技术领域，具体涉及一种用于制备液压升降机的高强度铝合金材料。
背景技术：
随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶，铝合金及化学工业中已大量应用。铝及铝合金因其良好的物理、化学性能，在海洋工业、电力系统和航空等领域中得到了广泛应用。
在制作液压升降机的时候，材质的选用是非常关键的，这可直接有关系到整个升降机的稳定运行。在对比了多种材料之后，还是认为将铝合金作为升降机金属结构材料比较理想，铝合金密度低，但是强度比较高，用它制作液压升降机主体构件的话，虽然质量轻，但稳定性却非常好，可以保证升降作业的安全稳定进行。同时，铝合金在塑性方面也比较突出，所以用来加工成各种型材产品都能得到良好的精度。另外铝合金还具备了良好的导电性、导热性和抗蚀性，就算在恶劣环境下作业，也能保持最佳运行状态。正是因为以上种种因素，使得铝合金成为液压升降机的首选材质。但随着工业快速发展，以往的强度远远不能满足现代工业和人们生活需要的要求，因此，人们对液压升降机制备材料的强度、韧性以及低应力腐蚀敏感性等性能等提出了更高的要求。现有的铝合金材料目前仍无法达到该要求。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用于制备液压升降机的高强度铝合金材料，通过对合金成分的重新配比、热处理工艺参数的进一步优化、新热处理工艺的研发，制备得到的铝合金用于制备铝合金升降机性能更加突出。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于制备液压升降机的高强度铝合金材料，其中主要技术手段为：通过对合金成分的重新配比，合金成分中不再添加硅和铁，热处理工艺参数的优化能够促进zn、mg两种强化元素生成n(mgzn2)和t(a12mg3zn3)相，提高n相和t相在al的溶解度，提高铝合金材料的耐腐蚀性能和力学性能，最终得到综合性能优异的制备液压升降机的材料；
具体的，包括以下工艺步骤：
一种用于制备液压升降机的高强度铝合金材料，按照质量百分比计含有以下元素：zn占5.6-5.8%、mg占1.8-2.0%、cu占1.7-1.9%、mn占0.6-0.8%、cr占0.20-0.24%、zr占0.18-0.20%、ti占0.06-0.08%、re元素占0.010-0.012%、剩余为al和不可避免的杂质；制备方法包括以下步骤：
（1）熔炼前，将待熔金属元素进行预热，预热温度为200-220℃，先加入al、cu金属，并在铝块表面撒上覆盖剂，全部溶解后，再依次加入zn、mg、mn、zr，全部熔融后，最后加入cr、ti和re元素，采用六氯乙烷除气，加入精炼剂进行精炼，静置10-12分钟后除渣，进行浇铸，浇铸温度为780-800℃；
（2）采用铁模铸锭，在浇铸前对铁模预热至360-400℃，浇铸后退火温度为420-430℃，退火时间为1.8-2.0小时，制备得到铸锭放入均匀化炉内升温，以升温速率为38-40℃/小时的速度升温进行均匀化，均匀化处理分为3个阶段，均匀化后直接水淬。
所述re元素中包含了质量分数为40-45%的y元素、25-30%的la元素、10-15%的ce元素和剩余的sc元素。
熔融炼制过程使用的覆盖剂中氯化钠、氯化钾、氟化钠的混合比为5-6:4-5:3-4。
所述精炼剂按照质量百分含量计算为：k3alf6占2.0-2.3%、kcl占40-43%、nacl占23-25%、caf2占6.0-8.0%，剩余为na2so4。
在铸锭加工中，均匀化处理分为3个阶段：第一阶段温度为270-280℃，时间为3-4小时，第二阶段温度为420-450℃，时间为6-8小时，第三阶段温度为480-510℃，时间为12-15小时。
所使用的熔炼金属材料纯度均在99.9%以上。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有普通铝合金材料在制备液压升降机中存在的性能不足等问题，本发明提供了一种用于制备液压升降机的高强度铝合金材料，通过对合金成分的重新配比，不再添加硅和铁，热处理工艺参数的优化能够促进zn、mg两种强化元素生成n(mgzn2)和t(a12mg3zn3)相，提高n相和t相在al的溶解度，且随温度的升高而增大，在共晶温度下得溶解度可达29%以上，该相的大量存在可增强铝合金的时效强化效果，提高合金的硬度、强度，而由于可塑性强的钛元素分散性好，形成tial3弥散质点，不会降低合金材料的塑性、抗应力腐蚀性能，增大了cu元素的加入，可以改变沉淀相的结构，同时细化晶界沉淀相，降低合金沿晶界断裂的倾向，改善材料的抗scc性能，周期应变疲劳抗力和断裂韧性也会提高，并能降低裂纹的扩展速率；本发明在提高铝合金材料强度性能的同时，达到力学和抗腐蚀性能互补、提高材料总体性能的目的，克服了现有铝合金存在的缺陷，具有较强的实际应用价值。本发明制备得到的铝合金材料加工性好，机械强度高，不易磨损，耐腐蚀性能好，可满足高需求液压升降机的性能要求，具有低成本、长寿命的特点，大大缩减了资源的浪费，能够实现新一代高性能铝合金材料研发以及提高市场竞争力的现实意义。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种用于制备液压升降机的高强度铝合金材料，按照质量百分比计含有以下元素：zn占5.6%、mg占1.8%、cu占1.7%、mn占0.6%、cr占0.20%、zr占0.18%、ti占0.06%、re元素占0.010%、剩余为al和不可避免的杂质；制备上述铝合金，具体包括以下步骤：
（1）熔炼前，将待熔金属元素进行预热，预热温度为200℃，先加入al、cu金属，并在铝块表面撒上覆盖剂，全部溶解后，再依次加入zn、mg、mn、zr，全部熔融后，最后加入cr、ti和re元素，采用六氯乙烷除气，加入精炼剂进行精炼，静置10分钟后除渣，进行浇铸，浇铸温度为780℃；
（2）采用铁模铸锭，在浇铸前对铁模预热至360℃，浇铸后退火温度为420℃，退火时间为1.8小时，制备得到铸锭放入均匀化炉内升温，以升温速率为38℃/小时的速度升温进行均匀化，均匀化处理分为3个阶段，均匀化后直接水淬。
所述re元素中包含了质量分数为40%的y元素、25%的la元素、10%的ce元素和剩余的sc元素。
熔融炼制过程使用的覆盖剂中氯化钠、氯化钾、氟化钠的混合比为5:4:3。
所述精炼剂按照质量百分含量计算为：k3alf6占2.0%、kcl占40%、nacl占23%、caf2占6.0%，剩余为na2so4。
在铸锭加工中，均匀化处理分为3个阶段：第一阶段温度为270℃，时间为3小时，第二阶段温度为420℃，时间为6小时，第三阶段温度为480℃，时间为12小时。
所使用的熔炼金属材料纯度均在99.9%以上。
实施例2
一种用于制备液压升降机的高强度铝合金材料，按照质量百分比计含有以下元素：zn占5.7%、mg占1.9%、cu占1.8%、mn占0.7%、cr占0.22%、zr占0.19%、ti占0.07%、re元素占0.011%、剩余为al和不可避免的杂质；制备上述铝合金，具体包括以下步骤：
（1）熔炼前，将待熔金属元素进行预热，预热温度为210℃，先加入al、cu金属，并在铝块表面撒上覆盖剂，全部溶解后，再依次加入zn、mg、mn、zr，全部熔融后，最后加入cr、ti和re元素，采用六氯乙烷除气，加入精炼剂进行精炼，静置11分钟后除渣，进行浇铸，浇铸温度为790℃；
（2）采用铁模铸锭，在浇铸前对铁模预热至380℃，浇铸后退火温度为425℃，退火时间为1.9小时，制备得到铸锭放入均匀化炉内升温，以升温速率为39℃/小时的速度升温进行均匀化，均匀化处理分为3个阶段，均匀化后直接水淬。
所述re元素中包含了质量分数为42%的y元素、28%的la元素、13%的ce元素和剩余的sc元素。
熔融炼制过程使用的覆盖剂中氯化钠、氯化钾、氟化钠的混合比为5.5:4.5:3.5。
所述精炼剂按照质量百分含量计算为：k3alf6占2.1%、kcl占42%、nacl占24%、caf2占7.0%，剩余为na2so4。
在铸锭加工中，均匀化处理分为3个阶段：第一阶段温度为275℃，时间为3.5小时，第二阶段温度为435℃，时间为7小时，第三阶段温度为495℃，时间为13小时。
所使用的熔炼金属材料纯度均在99.9%以上。
实施例3
一种用于制备液压升降机的高强度铝合金材料，按照质量百分比计含有以下元素：zn占5.8%、mg占2.0%、cu占1.9%、mn占0.8%、cr占0.24%、zr占0.20%、ti占0.08%、re元素占0.012%、剩余为al和不可避免的杂质；制备上述铝合金，具体包括以下步骤：
（1）熔炼前，将待熔金属元素进行预热，预热温度为220℃，先加入al、cu金属，并在铝块表面撒上覆盖剂，全部溶解后，再依次加入zn、mg、mn、zr，全部熔融后，最后加入cr、ti和re元素，采用六氯乙烷除气，加入精炼剂进行精炼，静置12分钟后除渣，进行浇铸，浇铸温度为800℃；
（2）采用铁模铸锭，在浇铸前对铁模预热至400℃，浇铸后退火温度为430℃，退火时间为2.0小时，制备得到铸锭放入均匀化炉内升温，以升温速率为40℃/小时的速度升温进行均匀化，均匀化处理分为3个阶段，均匀化后直接水淬。
所述re元素中包含了质量分数为45%的y元素、30%的la元素、15%的ce元素和剩余的sc元素。
熔融炼制过程使用的覆盖剂中氯化钠、氯化钾、氟化钠的混合比为6:5:4。
所述精炼剂按照质量百分含量计算为：k3alf6占2.3%、kcl占43%、nacl占25%、caf2占8.0%，剩余为na2so4。
在铸锭加工中，均匀化处理分为3个阶段：第一阶段温度为280℃，时间为4小时，第二阶段温度为450℃，时间为8小时，第三阶段温度为510℃，时间为15小时。
所使用的熔炼金属材料纯度均在99.9%以上。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，合金成分中添加质量分数为8.5%的硅元素，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，合金成分中添加质量分数为1.5%的铁元素，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，在铸锭加工中，均匀化处理一步进行，温度为450℃，时间为35小时，其余保持一致。
一、性能实验
使用实施例1-3和对比例1-3的方法用于制备液压升降机的高强度铝合金材料，对照组以中国发明cn201880034490.3公开的高强度耐腐蚀6xxx系列铝合金和其制造方法作为比较材料；采用铁模铸锭制备试样，经冷却对各组制备的优选试样（每组5件），进行性能测试，取最终的平均值。试验中保持无关变量一致，进行结果统计分析（实验前利用统计学方法进行试验设计，然后进行试验并记录试验数据，分析得到试验结果，过程中充分利用统计学工具对结果加以最大程度的解释）
（试验性能测定按照gb/t228-2000、gb/t7998-2005标准执行；）
二、实验结果为：
由此可见：本发明通过对合金成分的重新配比、热处理工艺参数的进一步优化、新热处理工艺的研发，制备得到的铝合金用于制备铝合金升降机性能更加突出。