一种铝合金抑爆材料及其制备方法.pdf

本发明公开了一种铝合金抑爆材料，所述铝合金的化学成分为，按重量百分比计：铜0.5%-1%、硅5%-8%、镁0.5%-1%、锌0.01%-0.1%、锰0.1%-0.8%、铁0.1%-0.5%、钛0.01%-0.07%、镍0.01%-0.05%、铬0.01%-0.05%，其余为铝。本发明通过合理的金属配比，达到了具有优良的导电性和导热性，以及抗腐蚀性，并且强度高、质量轻，可以代替现有材料用于抑爆材料。

权利要求书
1.  一种铝合金抑爆材料，其特征在于，所述铝合金的化学成分为，按重量百分比计：铜0.5%-1%、硅5%-8%、镁0.5%-1%、锌0.01%-0.1%、锰0.1%-0.8%、铁0.1%-0.5%、钛0.01%-0.07%、镍0.01%-0.05%、铬0.01%-0.05%，其余为铝。

2.  根据权利要求1所述的铝合金抑爆材料，其特征在于，由切缝并扩展后的铝合金箔网制成，具有网状或蜂窝状的多孔结构。

3.  一种根据权利要求1所述的铝合金抑爆材料的制备方法，其特征在于，
S1. 将各金属单质混合后加热至720～750℃，使全部金属成液态，并保持该温度1～1.5小时，使各金属均匀分散于熔融液相中；
S2. 在所述步骤(1)中液态保温期间用氮气和六氯乙烷除气精炼后铸锭形成坯料，在430～480℃保温24小时，使其均匀化；
S3. 将所述坯料铣面；
S4. 在380～400℃下，将坯料轧制成厚度为6～6.5mm、宽度为40～900mm的铝合金坯料；
S5.将所述步骤S4所得到的铝合金坯料轧制成铝合金箔；
S6.将所述步骤S5所得的铝合金箔切缝整形后，拉网扩展为铝箔网；将该铝箔网叠制成型，得到网状抑爆材料。

4.  根据权利权利要求3所述的铝合金抑爆材料的制备方法，其特征在于，所述S2中氮气的纯度为大于或等于99.999％，且小于100％。

5.  根据权利权利要求3所述的铝合金抑爆材料的制备方法，其特征在于，所述S5中的铝合金箔的厚度为0.03～0.08mm、宽度为40～900mm。

6.  根据权利权利要求3所述的铝合金抑爆材料的制备方法，其特征在于，所述S6中的切缝长度为10～15mm，相邻切缝间距为1～3mm和2～6mm。

7.  根据权利权利要求3所述的铝合金抑爆材料的制备方法，其特征在于，所述S6的网状抑爆材料分切整形，卷绕制成柱形、矩形或球状抑爆材料。

说明书一种铝合金抑爆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝制品，更具体地，涉及一种铝合金抑爆材料及其制备方法。
背景技术
铝是分布较广的元素，在地壳中含量仅次于氧和硅，是金属中含量最高的。纯铝密度较低，为2.7 g/cm3，有良好的导热、导电性(仅次于Au、Ag、Cu)，延展性好、塑性高，可进行各种机械加工。铝的化学性质活泼，在空气中迅速氧化形成一层致密、牢固的氧化膜，因而具有良好的耐蚀性。但纯铝的强度低，只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。
铝合金是以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材。尤其是铝合金代替钢材料铸造可以减轻结构重量，所以开发综合性能良好且重量轻的铝合金的要求日益增加。
随着社会经济和科学技术的发展，易燃易爆类液体在各领域的应用越来越多、越来越广。这些易燃易爆类液体的性质各异，有些具有强腐蚀性。比如，近年来开发的甲醇、乙醇汽油在生活中得到广泛应用，但甲醇在生产和储运中可能会产生反应(CH3OH+O2→HCOOH+H2O)，氧化生成的甲酸等有机酸对长期浸泡在液体中的金属抑爆材料表面造成腐蚀。而表面被腐蚀后的抑爆材料，其导热、导电性能都将大大降低，会产生碎屑和铝锈，从而导致堵塞油路管道。因此，如何增强抑爆材料的抗腐蚀性十分必要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种铝合金，具有优良的导电性和导热性，以及抗腐蚀性，并且强度高、质量轻、不变形的铝合金，可以代替现有材料用于阻隔防爆材料。
本发明首先提供一种铝合金抑爆材料，其特征在于，所述铝合金的化学成分为，按重量百分比计：铜0.5%-1%、硅5%-8%、镁0.5%-1%、锌0.01%-0.1%、锰0.1%-0.8%、铁0.1%-0.5%、钛0.01%-0.07%、镍0.01%-0.05%、铬0.01%-0.05%，其余为铝。
由切缝并扩展后的铝合金箔网制成，具有网状或蜂窝状的多孔结构。
更进一步提供一种上述的铝合金抑爆材料的制备方法，其特征在于，
S1. 将各金属单质混合后加热至720～750℃，使全部金属成液态，并保持该温度1～1.5小时，使各金属均匀分散于熔融液相中；
S2. 在所述步骤(1)中液态保温期间用氮气和六氯乙烷除气精炼后铸锭形成坯料，在430～480℃保温24小时，使其均匀化；
S3. 将所述坯料铣面；
S4. 在380～400℃下，将坯料轧制成厚度为6～6.5mm、宽度为40～900mm的铝合金坯料；
S5将所述步骤S4所得到的铝合金坯料轧制成铝合金箔；
S6将所述步骤S5所得的铝合金箔切缝整形后，拉网扩展为铝箔网；将该铝箔网叠制成型，得到网状抑爆材料。
所述S2中氮气的纯度为大于或等于99.999％，且小于100％。
所述S5中的铝合金箔的厚度为0.03～0.08mm、宽度为40～900mm。
所述S6中的切缝长度为10～15mm，相邻切缝间距为1～3mm和2～6mm。
所述S6的网状抑爆材料分切整形，卷绕制成柱形、矩形或球状抑爆材料。
本发明的优点在于：
1. 在铝元素中主要添加了合理配比的硅元素，提高了铝合金的导电性和导热性，以及添加了合理的铜、硅、镁、锌、锰、铁、钛、镍、铬等合金元素，提高了铝合金的强度和韧性、以及抗腐蚀性，本发明铝合金质量轻，具有优良的综合性能，可以代替现有材料用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，减轻结构重量达50%以上。
2. 由于本发明产品具有抗腐蚀、高强度的特点，因此，该产品作为抑爆材料时不产生碎屑，不变形，尤其适用于腐蚀性较大的易燃易爆液体盛装容器以及撬装式加油加气站储罐的安全防护。
3. 本发明铝合金含Al、Zn、Mg、Cu、Si、Mn、Ti元素，这些元素相互作用，使得本发明不仅具有普通抑爆金属材料导电、导热性能好，比表面积大的优点，同时具有抗腐蚀、高强度的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。除非特别说明，本发明采用的试剂、设备和方法为本技术领域常规市购的试剂、设备和常规使用的方法。
实施例1
一种铝合金抑爆材料，所述铝合金包含的成分及重量百分比为：铜0.5%、硅6%、镁0.6%、锌0.01%、锰0.1%、铁0.1%、钛0.01%、镍0.01%、铬0.01%，其余为铝92.62%和不可避免的杂质0.04%。
具体步骤如下：
(1)将上述重量比的各金属单质置于熔融炉，混合后加热至750℃，使全部金属成液态，并保持该温度1小时，使各金属均匀分散于熔融液相中；
(2)在步骤(1)中液态保温期间用纯度大于或等于99.999％、且小于100％的氮气和六氯乙烷除气精炼后铸锭形成坯料，在480℃保温24小时，使其均匀化。
(3)将坯料铣面。
(4)将铣面后的坯料在430℃保温1小时后，室温水淬，在400℃下，用热轧机将坯料轧制成厚度为6.5mm、宽度为900mm的铝合金坯料；并将该坯料在120℃恒温10小时，180℃恒温10小时。
经测试，所述铝合金的密度为3.55kg/cm3，熔点为600℃，导电系数为25m/Ω*mm2，25℃下导热系数为170W/M.k，抗拉强度为690MPa，延伸率为11％。
(5)将步骤(4)所得到的铝合金坯料用冷轧机轧制成厚度为0.08mm、宽度为900mm的铝合金箔。
(6)将步骤(5)所得的铝合金箔经切缝机切缝整形，切缝长度为15mm，相邻切缝间距为3mm和6mm；然后，用拉网机展开，扩展为铝箔网；将该铝箔网叠制成型，得到网状阻隔防爆材料。
 实施例2
一种铝合金抑爆材料，所述铝合金包含的成分及重量百分比为：铜0.55%、硅6.5%、镁0.5%、锌0.01%、锰0.1%、铁0.1%、钛0.01%、镍0.01%、铬0.01%，其余为铝92.18% 和不可避免的杂质0.03%。
具体步骤如下：
(1)将上述重量比的各金属单质置于熔融炉，混合后加热至750℃，使全部金属成液态，并保持该温度1小时，使各金属均匀分散于熔融液相中；
(2)在步骤(1)中液态保温期间用纯度大于或等于99.999％、且小于100％的氮气和六氯乙烷除气精炼后铸锭形成坯料，在480℃保温24小时，使其均匀化。
(3)将坯料铣面。
(4)将铣面后的坯料在430℃保温1小时后，室温水淬，在400℃下，用热轧机将坯料轧制成厚度为6.5mm、宽度为900mm的铝合金坯料；并将该坯料在120℃恒温10小时，180℃恒温10小时。
经测试，所述铝合金的密度为3.55kg/cm3，熔点为600℃，导电系数为26m/Ω*mm2，25℃下导热系数为180W/M.k，抗拉强度为600MPa，延伸率为9％。
(5)将步骤(4)所得到的铝合金坯料用冷轧机轧制成厚度为0.08mm、宽度为900mm的铝合金箔。
(6)将步骤(5)所得的铝合金箔经切缝机切缝整形，切缝长度为15mm，相邻切缝间距为3mm和6mm；然后，用拉网机展开，扩展为铝箔网；将该铝箔网叠制成型，得到网状阻隔防爆材料。