CN103045919A

CN103045919A - 一种6系高强度铝合金及型材制造方法

Info

Publication number: CN103045919A
Application number: CN2012101833672A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Hunan Shengtong Technology Group Co Ltd
Current assignee: Hunan Shengtong Technology Group Co Ltd
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: CN103045919B

Abstract

本发明公开了一种6系高强度铝合金，其成份Si与Mg的质量百分含量分别为0.70-0.80%与0.50-0.60%，其成份Mn的质量百分含量为0.01%~0.10%，Cr的质量百分含量为0.01%~0.10%。与现有的技术相比，本发明铝合金显著提高其强度与硬度，并获得较低晶粒度。

Description

一种6系高强度铝合金及型材制造方法

技术领域

本发明涉及铝合金领域，尤其涉及一种6系高强度铝合金及型材制造方法。

背景技术

6系铝合金是热处理型合金，具有较好的强度和耐蚀性，常用来做建筑材料。其中，6005合金还具有优异的挤压性能，可以挤压成各种形状复杂的大型薄壁空心、实心型材。

比如，目前市场上常用到的T6状态6005合金，其成份的质量百分含量如下：Si 0.50-0.60%，Mg 0.50-0.60%，Cu ≤0.05%，Mn ≤0.03%，Fe ≤0.2%，Cr ≤0.02%，Zn ≤0.03%，Ti ≤0.03%，其余为Al和不可避免的杂质。这种合金的机械性能为：抗拉强度260~270MPa，布氏硬度80~90HB，低倍晶粒度3~4级。

现在有些产品对强度等性能要求更高，比如气缸要求抗拉强度大于270MPa，布氏硬度大于90HB，因此，上述铝合金不能满足气缸的要求，急需开发一种新型的6系高强度铝合金来满足气缸等产品的要求。

发明内容

本发明提供了一种强度达到290MPa 以上的6系高强度铝合金及型材制造方法。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种6系高强度铝合金，其成份Si与Mg的质量百分含量分别为0.70-0.80%与0.50-0.60%，其成份Mn的质量百分含量为0.01%~0.10%，Cr的质量百分含量为0.01%~0.10%。

较佳地，还包括如下成份及其质量百分含量：Cu ≤0.10%，Fe ≤0.2%，Zn ≤0.03%，Ti ≤0.10%，其余微量元素总和≤0.15％且单个微量元素≤0.05%。

较佳地，还含有成份Ni 0.01-0.03%。这能减小晶粒度，以进一步提高合金的强度和硬度。

一种铝合金型材的制造方法，合金成份与质量百分含量如权利要求1至3中任一项，先熔铸与均匀化处理形成棒材，挤压成型材，再经淬火后，在人工时效下进行时效处理。

较佳地，其淬火方式为喷水，淬火的入水温度为490~530℃，这使得型材快速冷却，获得较高的过饱和度，保证型材高力学性能的要求，且可使型材在正常的形变值和挤压温度下，实现完全再结晶，防止发生二次再结晶，促使晶粒异常长大，从而使型材的低倍晶粒度为2-3级。

较佳地，时效热处理过程中，时效温度为155~165℃，保温时间为10~15h，或者时效温度为160~190℃，保温时间为6~12h。后者能进一步保证第二相的完全析出，保证高性能。

所述型材为大断面厚壁型材。

所述型材为内径为150~250mm、壁厚为6~20mm的气缸型材。

所述气缸型材经淬火、时效热处理后的抗拉强度为300~340MPa，布氏硬度为90~110HB。

所述气缸型材低倍晶粒度为2~3级。

与现有的技术相比，本发明铝合金中成份Si与Mg的质量百分含量分别为0.70-0.80%与0.50-0.60%，即Si与Mg的重量比为1.1~1.6，Si过量，可使Mg元素完全形成Mg₂Si第二相，残余的Si能强化铝合金的强度，显著提高其强度与硬度，而Mn与Cr能使晶粒细小均匀。

具体实施方式

下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下述实施例中，均使用内径为150~250mm、壁厚为6~20mm的气缸型材对铝合金性能进行测试。当然，下面这种铝合金材料也可应用于其他大断面厚壁管材，甚至其他挤压材上。

铝合金实施例1：

这种铝合金中，各成份的质量百分含量如下：Si 0.69%，Mg 0.52%，Cu 0.05%，Mn 0.03%，Fe 0.2%，Cr 0.02%，Zn 0.03%，Ti 0.03%，其余微量元素总和≤0.15％且单个微量元素≤0.05%，其余为Al。

其加工方法包括熔铸、挤压、淬火、时效热处理步骤。

熔铸与挤压过程与通常的类似，在此就不介绍。

特别的是，淬火过程中，淬火温度为520~535℃。

时效热处理过程中，时效温度为155~165℃，保温时间为10~15h。

测试结果：抗拉强度为270~290MPa，屈服强度为250~270MPa，延伸率为17~19%，布氏硬度为90~95HB，低倍晶粒度：4~5级。

可选地，时效热处理过程中，也可以时效温度为160~190℃，保温时间为6~12h。这样能有效提高抗拉强度。

铝合金实施例2：

这种铝合金中，各成份的质量百分含量如下：Si 0.79%，Mg 0.57 %，Cu 0.10%，Mn 0.10%，Fe 0.15%，Cr 0.10%，Zn0.03%，Ti 0.03%，Ni 0.03%，其余微量元素总和≤0.15％且单个微量元素≤0.05%，其余为Al。

其加工方法包括熔铸、挤压、淬火、时效热处理步骤。

熔铸与挤压过程与通常的类似，在此就不介绍。

特别的是，淬火方式为喷水，且入水温度为490~530℃，可使型材在正常的形变值和挤压温度下，实现完全再结晶，从而使型材的低倍晶粒度为2-3级。

时效热处理过程中，时效温度为160~190℃，保温时间为6~12h。这种采用中温较长时间进行时效处理的方式，能保证第二相的完全析出。

测试结果：抗拉强度为300~340MPa，布氏硬度为90~110 HB，低倍晶粒度为2-3级。

可选地，时效热处理过程中，时效温度为155~165℃，保温时间为10~15h。这种方式能进一步保证第二相的完全析出，保证高性能。

本发明实施例还提供一种由上述铝合金制成的大断面厚壁型材，特别是气缸型材。经实际挤压，效果非常好，能满足产品各项性能要求。

Claims

1.一种6系高强度铝合金，其特征在于，其成份Si与Mg的质量百分含量分别为0.70-0.80%与0.50-0.60%，其成份Mn的质量百分含量为0.01%~0.10%，Cr的质量百分含量为0.01%~0.10%。

2.根据权利要求1所述的6系高强度铝合金，其特征在于，还包括如下成份及其质量百分含量：Cu ≤0.10%，Fe ≤0.2%，Zn ≤0.03%，Ti≤0.10%，其余微量元素总和≤0.15％且单个微量元素≤0.05%。

3.根据权利要求2所述的6系高强度铝合金，其特征在于，还含有成份Ni0.01-0.03%。

4.一种铝合金型材的制造方法，其特征在于，合金成份与质量百分含量如权利要求1至3中任一项，先熔铸与均匀化处理形成棒材，挤压成型材，再经淬火后，在人工时效下进行时效处理。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，其淬火方式为喷水，淬火的入水温度为490~530℃。

6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，时效热处理过程中，时效温度为155~165℃，保温时间为10~15h，或者时效温度为160~190℃，保温时间为6~12h。

7.根据权利要求4至6中任一所述的制造方法，其特征在于，所述型材为大断面厚壁型材。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述型材为内径为150~250mm、壁厚为6~20mm的气缸型材。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述气缸型材经淬火、时效热处理后的抗拉强度为300~340MPa，布氏硬度为90~110HB。

10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述气缸型材低倍晶粒度为2~3级。