CN103103413B - 一种高强度铝合金型材的熔炼制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度铝合金型材的熔炼制备方法，包括有以下操作步骤：（1）配置铝合金熔体：按下列重量份原料：55-60？6063铝锭、30-40废弃的铝制品、5-10碳化铬、5-7玻璃渣粉末进行配比，将上述原料加入熔炼炉，升温至炉料开始软化下塌时，向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖；当炉料完全熔化后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，最后向熔体内加入镁锭；本发明原料配料中添加了废铝材料，有利于铝型材性能稳定，减少了铝液冶炼时出现没有检测的材料影响铝型材质量的可能性；对配方进一步优化，增加了铝合金的强度和硬度，有利于提高铝合金型材的综合性能；对铝合金型材表面进行铬化处理，提高了铝合金型材表面氧化膜的抗腐蚀能力和铝合金型材与涂层的结合力。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度铝合金型材的熔炼制备方法，属于铝合金材料加工技术领域。
背景技术
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、船舶中已大量应用。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。铝塑板是由经过表面处理并用涂层烤漆的3003铝锰合金、5005铝镁合金板材作为表面，PE塑料作为芯层，高分子粘结膜经过一系列工艺加工复合而成的新型材料。现有技术中的铝合金型材在熔炼过程中经常会出现杂质含量大，整个工艺过程复杂等缺点。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高强度铝合金型材的熔炼制备方法，提高铝合金型材的综合性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种高强度铝合金型材的熔炼制备方法，包括有以下操作步骤：
配置铝合金熔体：按下列重量份原料：6063铝锭55-60份、废弃的铝制品30-40份、碳化铬5-10份、玻璃渣粉末5-7份进行配比，将上述原料加入熔炼炉，升温至炉料开始软化下塌时，向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖；当炉料完全熔化后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，最后向熔体内加入镁锭；控制熔体中各元素的质量百分含量为：0.18％≤Si≤0.25％、1.2％≤Mg≤2.8％、0.12％≤P≤0.20％、Sn0.20～0.30％、0.20％≤Fe≤0.42％、0.06％≤Cu≤0.10％、0.06％≤Mn≤0.12％、0.05％≤V≤0.15、Zn≤0.10％、其他元素合计≤0.15％、余量为Al；
精炼：利用精炼剂对铝合金熔体进行精炼处理，当铝合金熔体经过精炼处理，并扒出表面浮渣后，即可将熔体输注到静置炉，铝合金熔体进入静置炉后升温至700-750℃，使用时按每吨铝合金熔体加入20-30Kg除钠剂，所述的除钠剂由以下重量份组分组成：氯化钾50-60份、活性碳酸钙粉30-40份、六氯化二碳2-10份，在静置炉内铸造后再制得铝合金圆铸棒；
(3)热处理铝合金圆铸棒锯切后进行均匀化退火处理，在惰性气体中先升温至300-320℃下，保温2-3小时，每小时70-90℃升温加热至520-550℃下保温6-8小时，然后放入300-320℃200号溶剂油中中随油缓冷，再每小时60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6小时；再降温至150-180℃下保温3-4小时；
(4)挤压成型将铝合金圆铸棒加热至450-500℃，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度9-12米/分钟；风冷型材表面温度至110-130℃后，放入2-5℃水性淬火液中进行淬火处理2-3分钟；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；
(5)对铝合金型材经过校直处理后，对铝合金型材进行淬火，淬火温度400-500℃，冷却方式选择为强风配合水雾淬火冷却，保证基体中获得高的过饱和的固溶体；
(6)在挤压结束后8小时之内对铝合金型材进行时效处理，时效温度为165-185℃，保温时间为6-8h；
(7)对经过时效处理后的型材进行深冷处理,液氮温度为-125～-150℃,深冷处理的时间为2-5小时，在液氮中的等温时间为:型材的横截面积乘以2～3min/mm2，深冷处理后将温度已回升到室温的型材放入100℃的沸水中加热60-80分钟。
所述的碳化铬的细度为5-8μm。
所述热处理，铝合金圆锭锯切后进行均匀化退火处理，惰性气体中先升温至300℃下，保温2.5小时，每小时80℃升温加热至530℃下保温7小时，然后放入300℃200号溶剂油中中随油缓冷，再每小时70℃升温加热至370℃，并保温度5.5小时；再降温至170℃下保温3.5小时。
(5)磷化处理
首先用17％氨水对铝合金型材洗涤进行脱脂处理，温度控制在45-60℃之间，时间为6-7分钟，然后水洗；再用25％盐酸溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在18-20℃，时间为1-2分钟，然后水洗；最后在温度40℃情况下，浸入磷酸盐溶液中，温度控制在45-57℃，浸入时间为3-5分钟，之后清洗干净。
所述的碳化铬的细度为5-8μm。
所述热处理，铝合金圆铸棒锯切后进行均匀化退火处理，惰性气体中先升温至300℃下，保温2.5小时，每小时80℃升温加热至530℃下保温7小时，然后放入300℃200号溶剂油中中随油缓冷，再每小时70℃升温加热至370℃，并保温度5.5小时；再降温至170℃下保温3.5小时。
本发明原料配料中添加了废铝材料，由于废铝材料经过一次冶炼，其成分稳定，故本发明配方中增加废铝材料有利于铝型材性能稳定，减少了铝液冶炼时出现没有检测的材料影响铝型材质量的可能性；调整铝材配方中有关成分的用量比例，对配方进一步优化，增加了铝合金的强度和硬度，有利于提高铝合金型材的综合性能；退火处理、淬火处理、校直处理等步骤，增加了铝材料的内部组织的均匀性与晶粒的细化，大大改善了铝合金型材的质量与加工性能；对铝合金型材表面进行铬化处理，提高了铝合金型材表面氧化膜的抗腐蚀能力和铝合金型材与涂层的结合力。
具体实施方式
下面结合施例对本发明作进一步描述，但不局限于下列实施例。
一种高强度铝合金型材的熔炼制备方法，包括有以下操作步骤：
(1)配置铝合金熔体：
按下列重量份(公斤)原料：60份6063铝锭、30份废弃的铝制品、10份碳化铬、5份玻璃渣粉末进行配比，将上述原料加入熔炼炉，升温至炉料开始软化下塌时，向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖；当炉料完全熔化后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，最后向熔体内加入镁锭；控制熔体中各元素的质量百分含量为：0.18％≤Si≤0.25％、1.2％≤Mg≤2.8％、0.12％≤P≤0.20％、Sn0.20～0.30％、0.20％≤Fe≤0.42％、0.06％≤Cu≤0.10％、0.06％≤Mn≤0.12％、0.05％≤V≤0.15、Zn≤0.10％、其他元素合计≤0.15、余量为Al；
2)精炼：利用精炼剂对铝合金熔体进行精炼处理，当铝合金熔体经过精炼处理，并扒出表面浮渣后，即可将熔体输注到静置炉，铝合金熔体进入静置炉后升温至700-750℃，使用时按每吨铝合金熔体加入20Kg除钠剂，所述的除钠剂由以下重量份(公斤)组分混合组成：氯化钾60、活性碳酸钙粉30、六氯化二碳2，在静置炉内铸造后再制得铝合金圆铸棒；
(3)热处理
铝合金圆铸棒锯切后进行均匀化退火处理，在惰性气体中先升温至300-320℃下，保温2-3小时，每小时70-90℃升温加热至520-550℃下保温6-8小时，然后放入300-320℃200号溶剂油中中随油缓冷至室温，再每小时60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6小时；再降温至150-180℃下保温3-4小时；
(4)挤压成型
将铝合金圆铸棒加热至450-500℃，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度9-12米/分钟；风冷型材表面温度至110-130℃后，放入2-5℃水性淬火液中进行淬火处理2-3分钟；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；
(5)对铝合金型材经过校直处理后，对铝合金型材进行淬火，淬火温度400-500℃，冷却方式选择为强风配合水雾淬火冷却，保证基体中获得高的过饱和的固溶体；
(6)在挤压结束后8小时之内对铝合金型材进行时效处理，时效温度为165-185℃，保温时间为6-8h；
(7)对经过时效处理后的型材进行深冷处理,液氮温度为-125～-150℃,深冷处理的时间为2-5小时，在液氮中的等温时间为:型材的横截面积乘以2～3min/mm2，深冷处理后将温度已回升到室温的型材放入100℃的沸水中加热60-80分钟；
所述的碳化铬的细度为5-8μm。
经检测，产物化学成分为：Si0.247％、Mg1.67％、Fe0.35％、Cu0.0814％、Mn0.0986％、Cr0.0812％、Zn0.0856％、其他元素合计0.121％、其余为Al；力学性能为：抗拉强度为334MPa，屈服强度为266MPa，延伸率为15.8％；表面性能为：单件局部膜厚24μm，落砂试验磨耗系数560g/μm，滴碱试验136s。
Claims (3)
1.一种高强度铝合金型材的熔炼制备方法，其特征在于，包括有以下操作步骤：
（1）按下列重量份原料：6063铝锭55-60份、废弃的铝制品30-40份、碳化铬5-10份、玻璃渣粉末5-7份进行配比，将上述原料加入熔炼炉，升温至炉料开始软化下塌时，向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖；当炉料完全熔化后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，最后向熔体内加入镁锭；控制熔体中各元素的质量百分含量为：0.18%≤Si≤0.25%、1.2%≤Mg≤2.8%、0.12%≤P≤0.20%、Sn0.20～0.30%、0.20%≤Fe≤0.42%、0.06%≤Cu≤0.10%、0.06%≤Mn≤0.12%、≤V≤0.15%、Zn≤0.10%、其他元素合计≤0.15%、余量为Al；
（2）利用精炼剂对铝合金熔体进行精炼处理，当铝合金熔体经过精炼处理，并扒出表面浮渣后，即可将熔体输注到静置炉，铝合金熔体进入静置炉后升温至700-750℃，使用时按每吨铝合金熔体加入20-30Kg除钠剂，所述的除钠剂由以下重量份组分组成：氯化钾50-60份、活性碳酸钙粉30-40份、六氯化二碳2-10份，在静置炉内铸造后再制得铝合金圆铸棒；
（3）热处理铝合金圆铸棒锯切后进行均匀化退火处理，在惰性气体中先升温至300-320℃下，保温2-3小时，每小时70-90℃升温加热至520-550℃下保温6-8小时，然后放入300-320℃200号溶剂油中中随油缓冷，再每小时60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6小时；再降温至150-180℃下保温3-4小时；
（4）挤压成型将铝合金圆铸棒加热至450-500℃，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度9-12米/分钟；风冷型材表面温度至110-130℃后，放入2-5℃水性淬火液中进行淬火处理2-3分钟；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；
（5）对铝合金型材经过校直处理后，对铝合金型材进行淬火，淬火温度400-500℃，冷却方式选择为强风配合水雾淬火冷却，保证基体中获得高的过饱和的固溶体；
（6）在挤压结束后8小时之内对铝合金型材进行时效处理，时效温度为165-185℃，保温时间为6-8h；
（7）对经过时效处理后的型材进行深冷处理,液氮温度为-125～-150℃,深冷处理的时间为2-5小时，在液氮中的等温时间为:型材的横截面积乘以2～3min/mm2，深冷处理后将温度已回升到室温的型材放入100℃的沸水中加热60-80分钟。
2.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金型材的熔炼制备方法，其特征在于，所述的碳化铬的细度为5-8μm。
3.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金型材的熔炼制备方法，其特征在于，所述热处理，铝合金圆铸棒锯切后进行均匀化退火处理，惰性气体中先升温至300℃下，保温2.5小时，每小时80℃升温加热至530℃下保温7小时，300℃200号溶剂油中随油缓冷，再每小时70℃升温加热至370℃，并保温度5.5小时；再降温至170℃下保温3.5小时。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Liping Inventor before: Xia Kuncai |
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