CN103203596A - 一种it业用铝合金型材的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种IT业用铝合金型材的生产工艺，它包括以下步骤：S1、制备IT业用铝，包括以下子步骤：S101、备料；S102、熔炼；S2、热挤压成型，挤压设备为2000T的挤压机，挤压模具为宽展模，包括以下子步骤：S201、铸棒加热；S202、挤压设备加热；S203、挤压成型；S3、在线淬火；S4、拉伸矫直；S5、锯切；S6、装框；S7、人工时效；S8、成品锯切包装。本发明的优点在于：采用2000T的挤压机，宽展模为挤压模具，在高温状态下热挤成型，所制得的铝合金型材内部组织致密、加工性能好；在铝合金型材内加入Mg、Si等合金元素，导热导电性能优异；尺寸精度高以及平整度好，不需进行二次加工。

Description

一种IT业用铝合金型材的生产工艺

技术领域

本发明涉及铝合金型材的生产工艺，特别是一种IT业用铝合金型材的生产工艺。

背景技术

在工业领域，目前我国工业铝型材占铝型材总应用量仅约30%；而同期欧洲、北美和日本的铝型材消费结构中，工业耗用比例分别达到60%、55%和40%，远高于我国应用比例。消费结构的差异反映出我国铝型材在工业领域的生产、开发和应用方面不足，同时也预示着我国工业铝型材消费具有巨大的增长空间。

在IT行业中，因铝合金型材的质量轻、加工性能好和导热性能优异，其运用尤为常见，但是普通的铝合金型材在纯度、内部组织致密度以及导电性能都难以满足IT行业的标准，因此要生产出高纯度、内部组织致密以及导电性能优异的铝合金型材，对现行设备和工艺技术具有极大的挑战性。IT行业对铝合金型材的主合金元素Mg、Si等的百分比含量要求很苛刻，其他杂质含量要求在0.01%以下，其外形尺寸、平面度和切斜度偏差均大大高于国家相应标准超高精级水平。在传统的成型加工过程中，其加工工艺一般就是将铝棒通过热熔、挤压、从而得到不同截面形状的铝合金型材，这种传统的工艺方法存在铝型材成型稳定性不佳的问题，铝合金型材的内部组织致密度低，甚至其表面有明显缺陷，这将大大影响其加工性能。加之以往的铝合金在未经改性的情况下，其导电性差，不适用于IT行业。

发明内容                                                     

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种所制得的铝合金型材内部组织致密、加工性能好、导热导电性能优异、尺寸精度高以及平整度好的IT业用铝合金型材的生产工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种IT业用铝合金型材的生产工艺，它包括以下步骤：

S1、制备IT业用铝，包括以下子步骤：

S101、备料：备取含Fe量＜0.12%的原铝锭，硅锭、镁锭和细化剂；

S102、熔炼：将熔炼炉清炉，并用纯铝锭洗炉，将原铝锭放入熔炼炉中进行熔炼，控制温度范围为720℃～730℃，向熔炼炉中加入硅锭、镁锭和细化剂，确保合金质量百分比成分为0.30%～0.40%Si、 0.50%～0.70%Mg、0.10%～0.12%Fe，余量为铝，搅拌均匀，扒渣，除气，精炼，铝合金溶液经过连续浇铸成棒状铝合金铸棒；

S2、热挤压成型，包括以下子步骤：

S201、铸棒加热：将步骤S102所制得的铝合金铸棒加热至550℃～560℃，加热时间为5h～6h；

S202、挤压设备加热：挤压模具在模具加热器中加热至450℃～480℃，挤压筒加热至380℃～400℃，保温3.5h～4h；

S203、挤压成型：将步骤S201所得铝合金铸棒放入挤压设备中进行挤压，控制其温度范围为480℃～520℃，挤压速度为8m/min～10m/min；

S3、在线淬火：制品在挤压模具出口温度为510℃～550℃，采用喷水和浸水冷却淬火，使制品快速冷却至180℃～200℃；

S4、拉伸矫直：将检验合格的铝合金型材进行拉伸，拉伸率控制在0.5%～0.8%；

S5、锯切：将合格的铝合金型材锯切，其长度为3015mm～3030mm或1515mm～1530mm；

S6、装框：将符合型材的几何制品整齐地摆放于装框内，将每层型材制品用垫条隔开；

S7、人工时效：将装框后的铝合金型材进行时效处理，温度范围为170℃～180℃，保温7h～8h；

S8、成品锯切包装：将步骤S7所得的铝合金型材进行锯切，长度范围为243.25mm～243.75mm，切斜度≤0.5mm，两端锯口去毛刺，装箱。

进一步地，步骤S102所述的铝合金铸棒的直径范围为Φ183mm～Φ187mm，长度范围为615mm～645mm。

进一步地，步骤S202所述的挤压设备为2000T的挤压机，挤压模具为宽展模。

进一步地，步骤S7所述的时效保温时间从炉温达到170℃后开始计算。

本发明具有以下优点：

1、挤压成型采用2000T大型挤压机，以宽展模为挤压模具，在高温状态下进行热挤压成型，保证铝合金型材内部组织致密，无任何组织缺陷，晶粒度达到一级，具有良好的加工性能。

2、在原铝锭中加入适量Mg、Si等合金元素，其他杂质含量控制在0.01%以下，并在熔炼过程中强化熔铸工艺，增强铝合金的导电性能。

3、挤压成型的铝合金型材经过喷水和浸水冷却淬火，型材温度快速下降到180℃～200℃，定型速度快，铝合金型材在最后进行成品锯切时，其长度精度要求达到0.3mm，表面平整度达到0.2mm。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

【实施例1】：

一种IT业用铝合金型材的生产工艺，它包括以下步骤：

S1、制备IT业用铝，包括以下子步骤：

S101、备料：备取含Fe量＜0.12%的原铝锭，硅锭、镁锭和细化剂；

S102、熔炼：将熔炼炉清炉，并用纯铝锭洗炉，将原铝锭放入熔炼炉中进行熔炼，控制温度范围为720℃，向熔炼炉中加入硅锭、镁锭和细化剂，确保合金质量百分比成分为0.30%Si、 0.70%Mg、0.12%Fe，余量为铝，搅拌均匀，扒渣，除气，精炼，铝合金溶液经过连续浇铸成棒状铝合金铸棒；

S2、热挤压成型，包括以下子步骤：

S201、铸棒加热：将步骤S102所制得的铝合金铸棒加热至560℃，加热时间为5h；

S202、挤压设备加热：挤压模具在模具加热器中加热至450℃，挤压筒加热至380℃，保温4h；

S203、挤压成型：将步骤S201所得铝合金铸棒放入挤压设备中进行挤压，控制其温度范围为520℃，挤压速度为10m/min；

S3、在线淬火：制品在挤压模具出口温度为550℃，采用喷水和浸水冷却淬火，使制品快速冷却至200℃；

S4、拉伸矫直：将检验合格的铝合金型材进行拉伸，拉伸率控制在0.5%；

S5、锯切：将合格的铝合金型材锯切，其长度为3015mm或1515mm；

S6、装框：将符合型材的几何制品整齐地摆放于装框内，将每层型材制品用垫条隔开；

S7、人工时效：将装框后的铝合金型材进行时效处理，温度范围为170℃，保温8h；

S8、成品锯切包装：将步骤S7所得的铝合金型材进行锯切，长度范围为243.75mm，切斜度≤0.5mm，两端锯口去毛刺，装箱。

进一步地，步骤S102所述的铝合金铸棒的直径为Φ183mm，长度为615mm。

进一步地，步骤S202所述的挤压设备为2000T的挤压机，挤压模具为宽展模。

进一步地，步骤S7所述的时效保温时间从炉温达到170℃后开始计算。

【实施例2】：

一种IT业用铝合金型材的生产工艺，它包括以下步骤：

S1、制备IT业用铝，包括以下子步骤：

S101、备料：备取含Fe量＜0.12%的原铝锭，硅锭、镁锭和细化剂；

S102、熔炼：将熔炼炉清炉，并用纯铝锭洗炉，将原铝锭放入熔炼炉中进行熔炼，控制温度范围为725℃，向熔炼炉中加入硅锭、镁锭和细化剂，确保合金质量百分比成分为0.36%Si、 0.60%Mg、0.11%Fe，余量为铝，搅拌均匀，扒渣，除气，精炼，铝合金溶液经过连续浇铸成棒状铝合金铸棒；

S2、热挤压成型，包括以下子步骤：

S201、铸棒加热：将步骤S102所制得的铝合金铸棒加热至555℃，加热时间为5.5h；

S202、挤压设备加热：挤压模具在模具加热器中加热至460℃，挤压筒加热至390℃，保温3.75h；

S203、挤压成型：将步骤S201所得铝合金铸棒放入挤压设备中进行挤压，控制其温度范围为500℃，挤压速度为9m/min；

S3、在线淬火：制品在挤压模具出口温度为530℃，采用喷水和浸水冷却淬火，使制品快速冷却至190℃；

S4、拉伸矫直：将检验合格的铝合金型材进行拉伸，拉伸率控制在0.6%；

S5、锯切：将合格的铝合金型材锯切，其长度为3020mm或1520mm；

S6、装框：将符合型材的几何制品整齐地摆放于装框内，将每层型材制品用垫条隔开；

S7、人工时效：将装框后的铝合金型材进行时效处理，温度范围为175℃，保温7.5h；

S8、成品锯切包装：将步骤S7所得的铝合金型材进行锯切，长度范围为243.50mm，切斜度≤0.5mm，两端锯口去毛刺，装箱。

进一步地，步骤S102所述的铝合金铸棒的直径范围为Φ185mm，长度范围为630mm。

进一步地，步骤S202所述的挤压设备为2000T的挤压机，挤压模具为宽展模。

进一步地，步骤S7所述的时效保温时间从炉温达到170℃后开始计算。

本实施例为最佳实施例。

【实施例3】：

一种IT业用铝合金型材的生产工艺，它包括以下步骤：

S1、制备IT业用铝，包括以下子步骤：

S101、备料：备取含Fe量＜0.12%的原铝锭，硅锭、镁锭和细化剂；

S102、熔炼：将熔炼炉清炉，并用纯铝锭洗炉，将原铝锭放入熔炼炉中进行熔炼，控制温度范围为730℃，向熔炼炉中加入硅锭、镁锭和细化剂，确保合金质量百分比成分为0.40%Si、 0.50%Mg、0.10%Fe，余量为铝，搅拌均匀，扒渣，除气，精炼，铝合金溶液经过连续浇铸成棒状铝合金铸棒；

S2、热挤压成型，包括以下子步骤：

S201、铸棒加热：将步骤S102所制得的铝合金铸棒加热至550℃，加热时间为6h；

S202、挤压设备加热：挤压模具在模具加热器中加热至480℃，挤压筒加热至400℃，保温3.5h；

S203、挤压成型：将步骤S201所得铝合金铸棒放入挤压设备中进行挤压，控制其温度范围为480℃，挤压速度为8m/min；

S3、在线淬火：制品在挤压模具出口温度为510℃，采用喷水和浸水冷却淬火，使制品快速冷却至180℃；

S4、拉伸矫直：将检验合格的铝合金型材进行拉伸，拉伸率控制在0.8%；

S5、锯切：将合格的铝合金型材锯切，其长度为3030mm或1530mm；

S6、装框：将符合型材的几何制品整齐地摆放于装框内，将每层型材制品用垫条隔开；

S7、人工时效：将装框后的铝合金型材进行时效处理，温度范围为180℃，保温7h；

S8、成品锯切包装：将步骤S7所得的铝合金型材进行锯切，长度范围为243.25mm，切斜度≤0.5mm，两端锯口去毛刺，装箱。

进一步地，步骤S102所述的铝合金铸棒的直径为Φ187mm，长度为645mm。

进一步地，步骤S202所述的挤压设备为2000T的挤压机，挤压模具为宽展模。

进一步地，步骤S7所述的时效保温时间从炉温达到170℃后开始计算。

原料用高纯铝锭AL99.85，精心清炉洗炉及专炉专用，强化除气、精炼、净化操作和优化熔铸工艺；采用宽展模挤压，通过试模精确修正模孔尺寸并调整金属供流平衡；精确控制拉伸矫直量，增加时效前尺寸预检并辅以适度整形保证平面度；挤压过程注意表面控制和保护；挤压前的铸棒加热，采用高温（在固溶度线以上）长时（5-6ｈ）加热工艺，而后调整到合适挤压温度挤压，稳定挤压温度—速度规范，保证制品出口温度，使主合金元素充分固溶，采用喷水+全浸水淬的阶段渐进式冷却方式实现在线淬火，使材料内部获得最大的过饱和度，继以最优化的人工时效制度，从而确保力学性能（硬度）达标。 

Claims (4)

1.一种IT业用铝合金型材的生产工艺，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、制备IT业用铝，包括以下子步骤：

S101、备料：备取含Fe量＜0.12%的原铝锭，硅锭、镁锭和细化剂；

S102、熔炼：将熔炼炉清炉，并用纯铝锭洗炉，将原铝锭放入熔炼炉中进行熔炼，控制温度范围为720℃～730℃，向熔炼炉中加入硅锭、镁锭和细化剂，确保合金质量百分比成分为0.30%～0.40%Si、 0.50%～0.70%Mg、0.10%～0.12%Fe，余量为铝，搅拌均匀，扒渣，除气，精炼，铝合金溶液经过连续浇铸成棒状铝合金铸棒；

S2、热挤压成型，包括以下子步骤：

S201、铸棒加热：将步骤S102所制得的铝合金铸棒加热至550℃～560℃，加热时间为5h～6h；

S202、挤压设备加热：挤压模具在模具加热器中加热至450℃～480℃，挤压筒加热至380℃～400℃，保温3.5h～4h；

S203、挤压成型：将步骤S201所得铝合金铸棒放入挤压设备中进行挤压，控制其温度范围为480℃～520℃，挤压速度为8m/min～10m/min；

S3、在线淬火：制品在挤压模具出口温度为510℃～550℃，采用喷水和浸水冷却淬火，使制品快速冷却至180℃～200℃；

S4、拉伸矫直：将检验合格的铝合金型材进行拉伸，拉伸率控制在0.5%～0.8%；

S5、锯切：将合格的铝合金型材锯切，其长度为3015mm～3030mm或1515mm～1530mm；

S6、装框：将符合型材的几何制品整齐地摆放于装框内，将每层型材制品用垫条隔开；

S7、人工时效：将装框后的铝合金型材进行时效处理，温度范围为170℃～180℃，保温7h～8h；

S8、成品锯切包装：将步骤S7所得的铝合金型材进行锯切，长度范围为243.25mm～243.75mm，切斜度≤0.5mm，两端锯口去毛刺，装箱。

2.根据权利要求1所述的一种IT业用铝合金型材的生产工艺，其特征在于：步骤S102所述的铝合金铸棒的直径范围为Φ183mm～Φ187mm，长度范围为615mm～645mm。

3.根据权利要求1所述的一种IT业用铝合金型材的生产工艺，其特征在于：步骤S202所述的挤压设备为2000T的挤压机，挤压模具为宽展模。

4.根据权利要求1所述的一种IT业用铝合金型材的生产工艺，其特征在于：步骤S7所述的时效保温时间从炉温达到170℃后开始计算。