CN101805837A - 轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，在内控成分的前提下包括将材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯、均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热挤压成型、在线淬火、矫直和时效处理步骤，本发明在内控成分的同时，采用合理的制造工艺，使成品导电轨的电导率达到32MS/m以上，抗拉强度达到220MPa以上，屈服强度达到175MPa以上，常温延伸率达到13％以上，型材在与钢板复合时变形部位不会产生表面开裂，利于保证轨道交通的正常运行，节约使用和维护成本。

Description

轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法
技术领域
本发明涉及一种铝型材生产工艺，特别涉及一种轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法。
背景技术
铝型材就是铝材通过一定工艺而得到不同截面形状的铝材料；生产过程主要包括熔铸和挤压过程；其中熔铸是铝材生产的首道工序，包括配料、熔炼和铸造三道工序，挤压是型材成形的手段。由于铝型材具有诸多优点，因而广泛的应用于各个领域。而由于铝型材还具有成本低、撞击时不产生火花和导热、导电性能好的优点，在城市轨道交通作为导电轨应用是其它金属材料不可替代的。
铝合金型材虽然用于轨道交通的导电轨较为普遍，但是现有技术中用于导电轨的铝合金型材电导率较为普通，保证电导率会使力学性较差，抗拉强度和屈服强度低，具有较差的延伸率，这种型材在与钢板复合时变形部位容易产生表面开裂，导致无法传输电源，不利于保证轨道交通的正常运行。
因此，需要一种轨道交通导电轨用铝合金型材，具有较高的电导率、抗拉强度、屈服强度和延伸率，型材在与钢板复合时变形部位不会产生表面开裂，利于保证轨道交通的正常运行。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，生产出的导电轨具有较高的电导率、抗拉强度、屈服强度和延伸率，型材在与钢板复合时变形部位不会产生表面开裂，利于保证轨道交通的正常运行。
本发明的轨道交通导电轨用铝合金型材，包括以下步骤：
a.由以下成分的材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和铸锭毛坯均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 0.44％-0.5％，Fe 0.4％，Cu 0.08％，Mn 0.03％，Mg 0.55％-0.6％，Cr 0.03％，Zn 0.08％，杂质小于0.1％；熔炼温度为715～730℃，浇铸成坯速度90～95/mm.min-1，铸锭毛坯均匀化处理采用流槽加入Al-Ti中间合金的晶粒细化方式，进行均匀化退火；
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热挤压成型、在线淬火、矫直和时效处理；步骤b中，挤压成型温度为480～500℃，在线淬火采用在线强风加雾冷却淬火，淬火后拉伸变形量控制在0.8～1.0％。
进一步，步骤b中，时效处理采用人工时效工艺；
进一步，步骤b中，人工时效工艺中190～210℃保温5～8小时；
进一步，以铝为主体的型材材料包括下列内控成分：Si 0.44％，Fe0.4％，Cu 0.08％，Mn 0.03％，Mg 0.6％，Cr 0.03％，Zn 0.08％，杂质小于0.1％；
进一步，材料中单种杂质的含量小于0.03％。
本发明的有益效果是：本发明的轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，在内控成分的同时，采用合理的制造工艺，使成品导电轨的电导率达到32MS/m以上，抗拉强度达到220Mpa以上，屈服强度达到175Mpa以上，满足轨道交通导电轨所需的技术参数；延伸率达到13％以上，型材在与钢板复合时变形部位不会产生表面开裂，利于保证轨道交通的正常运行，节约使用和维护成本。
具体实施方式
实施例一
本实施例的轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，包括以下步骤：
a.由以下成分的材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和铸锭毛坯均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 0.47％，Fe0.4％，Cu 0.08％，Mn 0.03％，Mg 0.58％，Cr 0.03％，Zn 0.08％，杂质0.1％；以上百分含量均为占总量的百分含量；将铸锭毛坯均匀化处理；熔炼温度为715～730℃，铸造速度90～95/mm.min-1，铸锭毛坯均匀化处理采用流槽加入Al-Ti中间合金的晶粒细化方式，进行均匀化退火。
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热挤压成型、在线淬火、矫直和时效处理，时效处理采用人工时效工艺；挤压成型温度为480～500℃，后在线强风加雾冷却淬火，淬火后拉伸变形量控制在0.8～1.0％；人工时效工艺中190～210℃保温5小时。
人工时效比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底，利于提高成品的延伸率。
本实施例中，成品导电轨型材的电导率32MS/m，抗拉强度220Mpa，屈服强度175Mpa，延伸率达到13.5％。
实施例二
本实施例的轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，包括以下步骤：
包括以下步骤：
a.由以下成分的材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和铸锭毛坯均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 0.44％，Fe0.4％，Cu 0.08％，Mn 0.03％，Mg 0.6％，Cr 0.03％，Zn 0.08％，杂质控制在0.05％，材料中单种杂质的含量小于0.03％；将铸锭毛坯均匀化处理；熔炼温度为715～730℃，铸造速度90～95/mm.min-1，铸锭毛坯均匀化处理采用流槽加入Al-Ti中间合金的晶粒细化方式，进行均匀化退火。
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热挤压成型、在线淬火、矫直和时效处理，时效处理采用人工时效工艺；挤压成型温度为480～500℃，后在线强风加雾冷却淬火，淬火后拉伸变形量控制在0.8～1.0％；人工时效工艺中190～210℃保温8小时。
本实施例中，成品导电轨型材的电导率33MS/m，抗拉强度224Mpa，屈服强度179Mpa，延伸率达到15.2％。
实施例三
本实施例的轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，包括以下步骤：
包括以下步骤：
a.由以下成分的材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和铸锭毛坯均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 0.5％，Fe0.4％，Cu 0.08％，Mn 0.03％，Mg 0.55％，Cr 0.03％，Zn 0.08％，杂质控制在0.1％，材料中单种杂质的含量小于0.03％；将铸锭毛坯均匀化处理；熔炼温度为715～730℃，铸造速度90～95/mm.min-1，铸锭毛坯均匀化处理采用流槽加入Al-Ti中间合金的晶粒细化方式，进行均匀化退火。
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热挤压成型、在线淬火、矫直和时效处理，时效处理采用人工时效工艺；挤压成型温度为480～500℃，后在线强风加雾冷却淬火，淬火后拉伸变形量控制在0.8～1.0％；人工时效工艺中190～210℃保温7小时。
本实施例中，成品导电轨型材的电导率32.4MS/m，抗拉强度222Mpa，屈服强度177Mpa，延伸率达到14.4％。
以上实施例只是对本发明起到清楚说明的作用，以上数值都可以在一定范围内加以调整。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行在一定范围内的修改，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.由以下成分的材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和铸锭毛坯均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 0.44％-0.5％，Fe 0.4％，Cu 0.08％，Mn 0.03％，Mg 0.55％-0.6％，Cr 0.03％，Zn 0.08％，杂质小于0.1％；熔炼温度为715～730℃，浇铸成坯速度90～95/mm.min-1，铸锭毛坯均匀化处理采用流槽加入Al-Ti中间合金的晶粒细化方式，进行均匀化退火；
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热挤压成型、在线淬火、矫直和时效处理；步骤b中，挤压成型温度为480～500℃，在线淬火采用在线强风加雾冷却淬火，淬火后拉伸变形量控制在0.8～1.0％。
2.根据权利要求1所述的轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤b中，时效处理采用人工时效工艺。
3.根据权利要求2所述的轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤b中，人工时效工艺中190～210℃保温5～8小时。
4.根据权利要求3所述的轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，其特征在于：以铝为主体的型材材料包括下列内控成分：Si 0.44％，Fe 0.4％，Cu 0.08％，Mn 0.03％，Mg 0.6％，Cr 0.03％，Zn 0.08％，杂质小于0.1％。
5.根据权利要求4所述的轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法，其特征在于：材料中单种杂质的含量小于0.03％。
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