CN103484734A - 一种高延伸率铝合金型材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高延伸率铝合金型材及其制造方法，其各元素按质量百分比组成为：Mg0.9-1.4、Si0.65-0.95、Cu0.05-0.1、Zn0.2-0.3、Mn0.25-0.35、Cr0.05-0.08、Ti0.01-0.02、Be0.02-0.03、In0.015-0.025、Th0.03-0.05、Sb0.01-0.02、Sr0.02-0.03、余量为铝。本发明铝合金成分中降低了铜含量，适当提高了锰与锌的含量，添加了少量的In、Th、Sb、Sr等微量元素,能够显著提高铝合金型材的力学性能,在保证了铝合金型材依然拥有较高的抗拉强度和屈服强度、很好的塑性的同时大幅度提高延伸率,实现了其延伸率和强度的同步提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种高延伸率铝合金型材及其制造方法，属于铝合金材料技术领域。
背景技术
铝合金由于其密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、易表面着色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等特点，广泛应用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶、建筑、装修等领域。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，一些大跨度、高承力铝合金型材需要更高的机械强度以及延伸率才能满足现实需要。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种高延伸率铝合金型材及其制造方法。其在保持较高强度的同时大幅度提高延伸率、加工性能以及塑性。
本发明采用的技术方案如下：
一种高延伸率铝合金型材，其特征在于：其各元素按质量百分比组成为：Mg 0.9-1.4、Si 0.65-0.95、Cu 0.05-0.1、Zn 0.2-0.3、Mn 0.25-0.35、Cr 0.05-0.08、Ti 0.01-0.02、Be 0.02-0.03、In 0.015-0.025、Th 0.03-0.05、Sb 0.01-0.02、Sr 0.02-0.03、余量为铝。
高延伸率铝合金型材的制造方法，其特征在于：按上述合金成分将配好的炉料投入熔炼炉，加热至725-745℃，待金属全部熔化，搅拌30-40分钟，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为710-720℃，精炼时间为15-20分钟，精炼完毕后静置20-30分钟，扒渣后开始浇铸，铸造温度为675-695℃，铸造速度为65-75mm/min，冷却水流量为1550-1750 L/min；浇铸后以110-120℃/h速率升温至190-220℃，保温2-4小时；再以80-100℃/h升温至320-350℃，保温4-5小时；再以95-105℃/h升温至520-540℃，保温5-10小时；然后以200-230℃/h降温至310-330℃，保温2-3小时；再以105-115℃/h降温至140-160℃，保温4-6小时，水冷至室温；然后将铸锭加热至440-480℃，用挤压机挤压成型，挤压速率为8-12m/min；将挤压成型后的铝合金型材以120-150℃/h升温至260-320℃，保温1-2小时，再以115-135℃/h升温至490-520℃，保温40-60分钟；再以320-350℃/h降温至140-180℃，保温2-3小时，然后放入0-2℃冰盐水中迅速降至50℃以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材在190-210℃下保温1-2小时，即得本发明铝合金型材。
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量份的原料：氯化钾 5-10、氯化钠8-12、氟化铝5-10、氮化镁8-12、硼化钛4-8、冰晶石 10-15、硅灰石4-8、膨润土3-5；b.将上述冰晶石、硅灰石、膨润土粉碎过300-400目筛，混合均匀后，加入2-3%的氮化铝、0.5-1%的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、1-2%的纳米碳、1-1.5%的硬脂酸锌，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，取出烘干，在1200-1600℃下煅烧2-3h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料加热至750-800℃，待其全部熔融后，澄清1-2h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过200-400目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
本发明精炼剂的脱杂质率在65-75%之间，去除合金液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化合金液提高了内部质量，气孔度降低1-2度，得到有效的控制。
本发明的有益效果：
本发明铝合金成分中降低了铜含量，适当提高了锰与锌的含量，添加了少量的In、Th、Sb、Sr等微量元素,能够显著提高铝合金型材的力学性能,在保证了铝合金型材依然拥有较高的抗拉强度和屈服强度、很好的塑性的同时大幅度提高延伸率,实现了其延伸率和强度的同步提高。
具体实施方式
一种高延伸率铝合金型材：其各元素按质量百分比组成为：Mg 0.9-1.4、Si 0.65-0.95、Cu 0.05-0.1、Zn 0.2-0.3、Mn 0.25-0.35、Cr 0.05-0.08、Ti 0.01-0.02、Be 0.02-0.03、In 0.015-0.025、Th 0.03-0.05、Sb 0.01-0.02、Sr 0.02-0.03、余量为铝。
高延伸率铝合金型材的制造方法：按上述合金成分将配好的炉料投入熔炼炉，加热至735℃，待金属全部熔化，搅拌30分钟，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为720℃，精炼时间为15分钟，精炼完毕后静置30分钟，扒渣后开始浇铸，铸造温度为690℃，铸造速度为70mm/min，冷却水流量为1600 L/min；浇铸后以120℃/h速率升温至205℃，保温3小时；再以90℃/h升温至330℃，保温5小时；再以100℃/h升温至530℃，保温8小时；然后以220℃/h降温至320℃，保温2小时；再以110℃/h降温至150℃，保温5小时，水冷至室温；然后将铸锭加热至460℃，用挤压机挤压成型，挤压速率为10m/min；将挤压成型后的铝合金型材以140℃/h升温至290℃，保温2小时，再以130℃/h升温至510℃，保温45分钟；再以340℃/h降温至150℃，保温2小时，然后放入1℃冰盐水中迅速降至50℃以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材在205℃下保温1.5小时，即得本发明铝合金型材。
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量（kg）的原料：氯化钾6、氯化钠12、氟化铝8、氮化镁10、硼化钛8、冰晶石 12、硅灰石6、膨润土5；b.将上述冰晶石、硅灰石、膨润土粉碎过300目筛，混合均匀后，加入3%的氮化铝、0.8%的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、2%的纳米碳、1.5%的硬脂酸锌，3000rpm高速搅拌10min，取出烘干，在1600℃下煅烧2h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料加热至800℃，待其全部熔融后，澄清2h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过400目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
所得的铝合金型材经检验力学性能为：抗拉强度525Mpa，屈服强度为448Mpa，伸长率为18.6%。
Claims (2)
1.一种高延伸率铝合金型材，其特征在于：其各元素按质量百分比组成为：Mg 0.9-1.4、Si 0.65-0.95、Cu 0.05-0.1、Zn 0.2-0.3、Mn 0.25-0.35、Cr 0.05-0.08、Ti 0.01-0.02、Be 0.02-0.03、In 0.015-0.025、Th 0.03-0.05、Sb 0.01-0.02、Sr 0.02-0.03、余量为铝。
2.如权利要求1所述的高延伸率铝合金型材的制造方法，其特征在于：按上述合金成分将配好的炉料投入熔炼炉，加热至725-745℃，待金属全部熔化，搅拌30-40分钟，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为710-720℃，精炼时间为15-20分钟，精炼完毕后静置20-30分钟，扒渣后开始浇铸，铸造温度为675-695℃，铸造速度为65-75mm/min，冷却水流量为1550-1750 L/min；浇铸后以110-120℃/h速率升温至190-220℃，保温2-4小时；再以80-100℃/h升温至320-350℃，保温4-5小时；再以95-105℃/h升温至520-540℃，保温5-10小时；然后以200-230℃/h降温至310-330℃，保温2-3小时；再以105-115℃/h降温至140-160℃，保温4-6小时，水冷至室温；然后将铸锭加热至440-480℃，用挤压机挤压成型，挤压速率为8-12m/min；将挤压成型后的铝合金型材以120-150℃/h升温至260-320℃，保温1-2小时，再以115-135℃/h升温至490-520℃，保温40-60分钟；再以320-350℃/h降温至140-180℃，保温2-3小时，然后放入0-2℃冰盐水中迅速降至50℃以下；然后将从盐水中取出的铝合金型材在190-210℃下保温1-2小时，即得本发明铝合金型材；
所述的精炼剂制备方法如下：a.称取以下重量份的原料：氯化钾 5-10、氯化钠8-12、氟化铝5-10、氮化镁8-12、硼化钛4-8、冰晶石 10-15、硅灰石4-8、膨润土3-5；b.将上述冰晶石、硅灰石、膨润土粉碎过300-400目筛，混合均匀后，加入2-3%的氮化铝、0.5-1%的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、1-2%的纳米碳、1-1.5%的硬脂酸锌，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，取出烘干，在1200-1600℃下煅烧2-3h，然后水淬冷却，研碎，待用；c.将其余各原料加热至750-800℃，待其全部熔融后，澄清1-2h，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒，研细过200-400目筛，待用；d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
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