CN103602863B - 一种生产薄壁铝合管材的工艺 - Google Patents

一种生产薄壁铝合管材的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生产薄壁铝合管材的工艺，包括成分优化、浇注制坯、挤压成型、淬火、拉伸矫直和时效处理步骤，成分优化后合金成分如下：Si：0.55～0.65%wt，Fe：0.32-0.38wt%，Cu：0.17～0.25wt%，Mn：0.09-0.11wt%，Mg：0.88～0.98wt%，Cr：0.06～0.15wt%，Zn：0.09-0.11wt%，Ti：0.09-0.11wt%，Al：余量；淬火步骤分两步进行，第一步采用高压水雾淬火，第二步采用水冷方式淬火。采用本发明工艺生产的铝合金管材尺寸偏差小，综合力学性能优异，屈服强度≥270MPa，抗拉强度≥340MPa，断后伸长率≥10%。

Description

一种生产薄壁铝合管材的工艺
技术领域
本发明属于铝合金制造领域，涉及一种生产铝合管材的工艺，特别涉及一种生产薄壁铝合管材的工艺。
背景技术
铝合金具有质量轻，强度高，耐磨性好，加工后不易变形等优点，在汽车、航空航天、航运等领域应用十分广泛。6082铝合金常用于生产管材，由于其成分特殊，淬火敏感性高，目前常采用快速冷却、加大过冷度的方式对它进行热处理。但是，采用上述方法处理薄壁（特别是壁厚小于5mm，直径大于150mm）6082铝合金管材时常出现管材变形严重，尺寸公差超标，力学性能不达标等问题。
因此，有必要开发一种生产薄壁铝合管材的新工艺，以解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生产薄壁铝合金管材的工艺，该方法生产的铝合金管材的尺寸公差小，力学性能优异。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种生产薄壁铝合管材的工艺，包括成分优化、浇注制坯、挤压成型、淬火、拉伸矫直和时效处理步骤，成分优化后合金成分如下：Si：0.55～0.65wt%，Fe：0.32-0.38wt%，Cu：0.17～0.25wt%，Mn：0.09-0.11wt%，Mg：0.88～0.98wt%，Cr：0.06～0.15wt%，Zn：0.09-0.11wt%，Ti：0.09-0.11wt%，Al：余量；所述淬火步骤分两步进行，第一步采用高压水雾淬火，第二步采用水冷方式淬火。
本发明首先采用高压水雾对铝合金进行降温定型，可以有效冷却合金表面，避免其变形过大，定型后采用水冷方式淬火可以有效保证最终产品的力学性能。
进一步，所述挤压成型步骤中挤压速度为3.5～4.5m/min，挤压成型时铸棒温度为525℃～540℃，模具温度为510℃±10℃，挤压筒温度为450℃±10℃。
进一步，所述拉伸矫直步骤中拉伸率为0.5%～1.5%。
进一步，所述时效处理步骤中时效温度为170-180℃，时效时间为7.5-8.5h。
进一步，成分优化后合金成分如下：Si：0.58～0.63wt%，Fe：0.35wt%，Cu：0.19～0.24wt%，Mn：0.10wt%，Mg：0.90～0.95wt%，Cr：0.08～0.13wt%，Zn：0.10wt%，Ti：0.10wt%，Al：余量。
本发明的有益效果在于：采用本发明工艺生产的铝合金管材综合力学性能优异，屈服强度≥270MPa，抗拉强度≥340MPa，断后伸长率≥10%，尺寸偏差小，能够满足使用要求。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1：
本实施例生产薄壁铝合管材的工艺，包括成分优化、浇注制坯、挤压成型、淬火、拉伸矫直和时效处理步骤，成分优化后合金成分如下：Si：0.55wt%，Fe：0.38wt%，Cu：0.17wt%，Mn：0.11wt%，Mg：0.88wt%，Cr：0.15wt%，Zn：0.09wt%，Ti：0.11wt%，Al：余量。淬火步骤分两步进行，第一步采用高压水雾淬火，第二步淬火方式为水冷淬火；型材出模具口进入淬火区，首先在模具出口处采用水雾淬火，对挤压管材进行降温定形，然后采用穿水处理，以此来保证产品成形性以及力学性能。
作为本实施例的改进，所述挤压成型步骤中挤压速度为3.5m/min，挤压成型时铸棒温度为540℃，模具温度为500℃，挤压筒温度为460℃。
作为本实施例的改进，所述拉伸矫直步骤中拉伸率为0.5%，拉伸应在挤压完成后8小时内进行。
作为本实施例的改进，所述时效处理步骤中时效温度为180℃，时效时间为7.5h。
实施例2：
本实施例生产薄壁铝合管材的工艺，包括成分优化、浇注制坯、挤压成型、淬火、拉伸矫直和时效处理步骤，成分优化后合金成分如下：Si：0.65wt%，Fe：0.32wt%，Cu：0.25wt%，Mn：0.09wt%，Mg：0.98wt%，Cr：0.06wt%，Zn：0.11wt%，Ti：0.09wt%，Al：余量。淬火步骤分两步进行，第一步采用高压水雾淬火，第二步淬火方式为水冷淬火；型材出模具口进入淬火区，首先在模具出口处采用水雾淬火，对挤压管材进行降温定形，然后采用穿水处理，以此来保证产品成形性以及力学性能；。
作为本实施例的改进，所述挤压成型步骤中挤压速度为4.5m/min，挤压成型时铸棒温度为525℃，模具温度为520℃，挤压筒温度为440℃。
作为本实施例的改进，所述拉伸矫直步骤中拉伸率为1.5%，拉伸应在挤压完成后8小时内进行。
作为本实施例的改进，所述时效处理步骤中时效温度为170℃，时效时间为8.5h。
实施例3：
本实施例生产薄壁铝合管材的工艺，包括成分优化、浇注制坯、挤压成型、淬火、拉伸矫直和时效处理步骤，成分优化后合金成分如下：Si：0.58wt%，Fe：0.35wt%，Cu：0.24wt%，Mn：0.10wt%，Mg：0.90wt%，Cr：0.13wt%，Zn：0.10wt%，Ti：0.10wt%，Al：余量。淬火步骤分两步进行，第一步采用高压水雾淬火，第二步淬火方式为水冷淬火；型材出模具口进入淬火区，首先在模具出口处采用水雾淬火，对挤压管材进行降温定形，然后采用穿水处理，以此来保证产品成形性以及力学性能；。
作为本实施例的改进，所述挤压成型步骤中挤压速度为3.8m/min，挤压成型时铸棒温度为530℃，模具温度为517℃，挤压筒温度为458℃。
作为本实施例的改进，所述拉伸矫直步骤中拉伸率为0.8%，拉伸应在挤压完成后8小时内进行。
作为本实施例的改进，所述时效处理步骤中时效温度为175℃，时效时间为8h。
实施例4：
本实施例生产薄壁铝合管材的工艺，包括成分优化、浇注制坯、挤压成型、淬火、拉伸矫直和时效处理步骤，成分优化后合金成分如下：Si：0.63wt%，Fe：0.35wt%，Cu：0.19wt%，Mn：0.10wt%，Mg：0.95wt%，Cr：0.08wt%，Zn：0.10wt%，Ti：0.10wt%，Al：余量。淬火步骤分两步进行，第一步采用高压水雾淬火，第二步淬火方式为水冷淬火；型材出模具口进入淬火区，首先在模具出口处采用水雾淬火，对挤压管材进行降温定形，然后采用穿水处理，以此来保证产品成形性以及力学性能；。
作为本实施例的改进，所述挤压成型步骤中挤压速度为4.2m/min，挤压成型时铸棒温度为537℃，模具温度为508℃，挤压筒温度为443℃。
作为本实施例的改进，所述拉伸矫直步骤中拉伸率为1.2%，拉伸应在挤压完成后8小时内进行。
作为本实施例的改进，所述时效处理步骤中时效温度为175℃，时效时间为8h。
实施例5：
本实施例生产薄壁铝合管材的工艺，包括成分优化、浇注制坯、挤压成型、淬火、拉伸矫直和时效处理步骤，成分优化后合金成分如下：Si：0.60wt%，Fe：0.35wt%，Cu：0.22wt%，Mn：0.10wt%，Mg：0.90～0.95wt%，Cr：0.10wt%，Zn：0.10wt%，Ti：0.10wt%，Al：余量。淬火步骤分两步进行，第一步采用高压水雾淬火，第二步淬火方式为水冷淬火；型材出模具口进入淬火区，首先在模具出口处采用水雾淬火，对挤压管材进行降温定形，然后采用穿水处理，以此来保证产品成形性以及力学性能；。
作为本实施例的改进，所述挤压成型步骤中挤压速度为4m/min，挤压成型时铸棒温度为532℃，模具温度为510℃，挤压筒温度为450℃。
作为本实施例的改进，所述拉伸矫直步骤中拉伸率为1.0%，拉伸应在挤压完成后8小时内进行。
作为本实施例的改进，所述时效处理步骤中时效温度为175℃，时效时间为8h。
采用本发明工艺生产的铝合金管材综合力学性能优异，屈服强度≥270MPa，抗拉强度≥340MPa，断后伸长率≥10%，尺寸偏差小，能够满足使用要求。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种生产薄壁铝合管材的工艺，包括成分优化、浇注制坯、挤压成型、淬火、拉伸矫直和时效处理步骤，其特征在于：成分优化后合金成分如下：Si：0.55～0.65wt%，Fe：0.32-0.38wt%，Cu：0.17～0.25wt%，Mn：0.09-0.11wt%，Mg：0.88～0.98wt%，Cr：0.06～0.15wt%，Zn：0.09-0.11wt%，Ti：0.09-0.11wt%，Al：余量；所述挤压成型步骤中挤压速度为3.5～4.5m/min，挤压成型时铸棒温度为525℃～540℃，模具温度为510℃±10℃，挤压筒温度为450℃±10℃，所述淬火步骤分两步进行，第一步采用高压水雾淬火，第二步采用水冷方式淬火，所述时效处理步骤中时效温度为170-180℃，时效时间为7.5-8.5h。
2.根据权利要求1所述生产薄壁铝合管材的工艺，其特征在于：所述拉伸矫直步骤中拉伸率为0.5%～1.5%。
3.根据权利要求1-2任意一项所述生产薄壁铝合管材的工艺，其特征在于：成分优化后合金成分如下：Si：0.58～0.63wt%，Fe：0.35wt%，Cu：0.19～0.24wt%，Mn：0.10wt%，Mg：0.90～0.95wt%，Cr：0.08～0.13wt%，Zn：0.10wt%，Ti：0.10wt%，Al：余量。
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