CN101597707A - 一种铝镁硅铜合金及其制备方法 - Google Patents

一种铝镁硅铜合金及其制备方法 Download PDF

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尹德艳
熊落保
李文意
张国鹏
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Abstract

一种铝镁硅铜合金及其制备方法,本发明的合金是由以下质量百分含量的成分构成:0.4~0.6%Mg,0.45~0.6%Si,0.3~0.8%Cu,0.1~0.2%Mn,0.1~0.7%Zn,0~0.1%Cr,0.01~0.02%Ti,控制Fe含量不大于0.3%,其余杂质总含量不大于0.1%,其余为Al。本发明的合金具有变形抗力降低的特点,不但挤压速度提高,还提高了生产效率,在产能不变的情况下可提高产量。另外,不需要额外的水淬工艺,热挤压后在线风淬,可降低设备投资成本。

Description

一种铝镁硅铜合金及其制备方法
技术领域:
本发明涉及一种用于工业型材A1-Mg-Si-Cu合金及制备方法。 背景技术:
铝合金由于具有高强度、高韧度、轻质结构、耐腐蚀、加工性、易于回等特点,这些性 能特点是现代社会所追求的最有希望的金属材料。其广泛应用于交通、建材、航空、航天等 民用及军工领域,在国民经济和国防建设中具有不可替代的重要作用。 一方面,随着城市轻 轨、地铁和汽车轻量化的发展,对工业型材的需求量越来越大;另外,目前国内生产工业型 材的设备主要以100MT的超大型挤压机为主,不适合生产许多小面积的型材,对于中小型企 业,由于生产建筑型材的挤压机一般不带在线水淬装置,而常用的6000系工业型材6061、 6005和6082合金一般需要水淬才能达到性能要求;况且,工业型材在挤压过程中由于流变应 力过大,导致工业型材的挤压速度远低于建筑型材,因此,很难在中小型企业实现大批量生 产。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种新型的A1-Mg-Si-Cu合金,在使用状态(T6或T5)时拥有较 高的抗拉强度,在加工过程中具有较低的淬火敏感性,较低的变形抗力, 一方面能够大幅度 提高材料的挤压速度,另一方面使其能够在简单的风淬条件下,性能达到普通工业型材的要 求,从而可以降低中小企业从建筑型材生产到工业型材生产的转变所需的投资成本。
本发明是在6061合金的基础上,设计出一种新型铝合金。
本发明的技术方案是:
本发明的合金是由以下质量百分含量的成分构成:
0. 4〜0. 6%Mg, 0. 45〜0. 6%Si, 0. 3〜0. 8% Cu, 0. 1〜0. 2%Mn, 0. 1〜0. 7% Zn, 0〜0. 1% Cr, 0.01〜0.02%Ti,控制Fe含量不大于O. 3%,其余杂质总含量不大于O. 1%,其余为A1。 本发明可以采用以下方式制备:
将以上合金配比后,放入在坩埚电阻炉中熔炼,熔炼温度为80(TC,浇铸成小95X400mm的铸锭,经过56(TC均匀化处理8小时。
将铸锭加热到43(TC,使用800KN挤压机的极限载荷,挤压筒移动速度为8mm/S。挤压之 后进行在线风淬,淬火延迟3小时后,人工时效3小时。
新合金成分中降低了Mg、 Si含量,从而降低其变形抗力,提高其挤压速度。另外,提高 合金中铜的含量来弥补产生的强度损失。而且,由于Mg2Si含量的降低,材料的淬火敏感性 也会降低,使其在风淬条件下,依然拥有较高的抗拉强度和屈服强度。使其能够取代部分传 统工业型材。
发明的优点和积极效果:
本发明合金与6061合金相比,变形抗力降低,挤压速度提高,提高了生产效率,在产能 不变的情况下可提高产量。另外,不需要额外的水淬工艺,热挤压后在线风淬,可降低设备 投资成本。材料力学性能指标如下:
抗拉强度大于或等于310MPa,屈服强度大于或等于265 MPa,延伸率大于或等于12%。
其综合性能指标均达到传统工业型材的要求,并且由于不需要加入水淬装置,以及挤压 速度的提高,大大降低了中小企业从建筑型材生产到工业型材转变的成本。
具体实施方式
实施例l:
A) 合金制备
将O. 6。/。的Mg, 0. 45。/。的Si, 0.5%Cu, 0. 2%Mn, 0. 1% Cr, 0. l%Zn, 0.02%Ti,控制Fe的含 量不大于0.3%和余量的纯铝混合配料在坩埚电阻炉中熔炼,充分搅拌,浇铸成4)95X300mm 的铸锭,充分冷却后取样经DTA分析合金固液相温度,在箱式炉内进行均匀化退火,均匀化 温度为56(TC,时间为8h。
B) 热挤压成形
锭坯均匀化退火后,表面经机加工成小88X300m圆棒,然后使用GB ZM1HC001模具,将 其加工成特定尺寸的型材。
C) 热处理
挤压后的样品进行在线风淬处理,淬火温度为50(TC,随后延时3小时后进行人工时效, 时效温度为20(TC,时效时间为3小时,时效后用水冷却。
D) 材料性能抗拉强度(MPa) : 310;屈服强度(MPa) : 265;伸长率(%) : 12。 实施例2
A) 合金制备
将O. 4。/。的Mg, 0.6。/。的Si, 0.7%Cu, 0. 2%Mn, 0. 1% Cr, 0. 3%Zn, 0.02%Ti,控制Fe的含量 不大于0.3%,和余量的纯铝混合配料在坩埚电阻炉中熔炼,充分搅拌,浇铸成4)95X300mm 的铸锭,充分冷却后取样经DTA分析合金固液相温度,在箱式炉内进行均匀化退火,均匀化 温度为56(TC,时间为8h。
B) 热挤压成形
锭坯均匀化退火后,表面经机加工成小88X300m圆棒,然后使用GB ZM1HC001模具,将 其加工成特定尺寸的型材。
C) 热处理
挤压后的样品进行在线风淬处理,淬火温度为50(TC,不经过延时后进行人工时效,时 效温度为20(TC,时效时间为3小时,时效后用水冷却。
D) 材料性能
抗拉强度(MPa) : 330;屈服强度(MPa) : 280;伸长率(%) : 13。 实施例3
A) 合金制备
将O. 4。/。的Mg, 0.6。/。的Si, 0.3%Cu, 0. 2%Mn, 0. 1% Cr, 0. 7%Zn, 0.02%Ti, Fe的含量不大 于0.3%,和余量的纯铝混合配料在坩埚电阻炉中熔炼,充分搅拌,浇铸成4)95X300mm的铸 锭,充分冷却后取样经DTA分析合金固液相温度,在箱式炉内进行均匀化退火,均匀化温度 为560。C,时间为8h。
B) 热挤压成形
锭坯均匀化退火后,表面经机加工成小88X300m圆棒,然后使用GB ZM1HC001模具,将 其加工成特定尺寸的型材。
C) 热处理
挤压后的样品进行在线风淬处理,淬火温度为50(TC,不经过延时后进行人工时效,时 效温度为20(TC,时效时间为3小时,时效后用水冷却。D)材料性能
抗拉强度(MPa) : 315;屈服强度(MPa) : 265;伸长率(%) : 12。 实施例4
A) 合金制备
将O. 6。/。的Mg, 0. 45。/。的Si, 0.8%Cu, 0. 2%Mn, 0. l%Cr, 0. 5%Zn, 0.02%Ti, 0. 3% Fe和余 量的纯铝混合配料在坩埚电阻炉中熔炼,充分搅拌,浇铸成4)95X300mm的铸锭,充分冷却 后取样经DTA分析合金固液相温度,在箱式炉内进行均匀化退火,均匀化温度为56(TC,时间 为8h。
B) 热挤压成形
锭坯均匀化退火后,表面经机加工成小88X300m圆棒,然后使用GB ZM1HC001模具,将 其加工成特定尺寸的型材。
C) 热处理
挤压后的样品进行在线风淬处理,淬火温度为50(TC,延时3小时后,进行人工时效,时 效温度为20(TC,时效时间为3小时,时效后用水冷却。
D) 材料性能
抗拉强度(MPa) : 325;屈服强度(MPa) : 275;伸长率(%) : 14。 实施例5
A) 合金制备
将O. 4。/。的Mg, 0.5。/。的Si, 0.6%Cu, 0. l%Mn, 0. 1% Cr, 0. 7%Zn, 0.02%Ti, Fe的含量不大 于0.3%,和余量的纯铝混合配料在坩埚电阻炉中熔炼,充分搅拌,浇铸成4)95X300mm的铸 锭,充分冷却后取样经DTA分析合金固液相温度,在箱式炉内进行均匀化退火,均匀化温度 为560。C,时间为8h。
B) 热挤压成形
锭坯均匀化退火后,表面经机加工成小88X300m圆棒,然后使用GB ZM1HC001模具,将 其加工成特定尺寸的型材。

Claims (2)

1.一种铝镁硅铜合金,其特征在于,是由以下质量百分含量的成分构成:0.4~0.6%Mg,0.45~0.6%Si,0.3~0.8%Cu,0.1~0.2%Mn,0.1~0.7%Zn,0~0.1%Cr,0.01~0.02%Ti,控制Fe含量不大于0.3%,其余杂质总含量不大于0.1%,其余为Al。
2 一种铝镁硅铜合金制备方法,其特征在于,将0.4〜0.6。/。Mg, 0.45 〜0.6%Si, 0.3〜0.8%Cu, 0.1〜0.2%Mn, 0. 1〜0. 7% Zn, 0〜0. 1% Cr, 0.01〜0.02%Ti,控制Fe含量不大于O. 3%,和余量的纯铝混合配料熔炼,充分搅拌,浇铸成4)95X300mm的铸 锭,均匀化退火,均匀化温度为56(TC,时间为8h。
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