CN103993205A - 一种高延伸率铝合金型材及其制备方法 - 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备方法，按质量百分数比该合金化学成分为：Si0.15-0.35、Cu0.04-0.08、Mg1.8-2.6、Zn≤0.10、Mn0.5-0.9、Li0.45-0.65、Cr0.1-0.3、Fe≤0.25、Ti≤0.05、Ta0.15-0.25、Be0.1-0.2、Y0.03-0.06、Lu0.02-0.04，余量为Al。本发明铝合金型材具有较高的延伸率，达到15%以上，同时具有较高的抗拉强度和屈服强度,完全满足桥梁、薄壁、复杂断面工业型材的性能需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种高延伸率铝合金型材及其制备方法，属于铝合金材料领域。
背景技术
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，易于加工，可制成各种型材，具有优良的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。铝合金型材广泛应用于航空航天、交通运输、机械制造、建筑装修、化学工业等，是一种重要的有色金属结构材料。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，桥梁、薄壁、复杂断面等对铝合金延伸率的要求日益提高。然而现有市场上铝合金型材的延伸率普遍只在10%左右，已经越来越不能满足特殊行业的需要。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高延伸率铝合金型材及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高延伸率铝合金型材，按质量百分数比该合金化学成分为：Si 0.15-0.35、Cu 0.04-0.08、Mg 1.8-2.6、Zn≤0.10、Mn 0.5-0.9、Li 0.45-0.65、Cr 0.1-0.3、Fe≤0.25、Ti≤0.05、Ta 0.15-0.25、Be 0.1-0.2、Y 0.03-0.06、Lu 0.02-0.04，余量为Al。
本发明高延伸率铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方配比计算称取炉料，取铝锭、镁锭加入熔化炉中加热熔化，当熔液温度达710-730℃时，依次加入Al-8wt%Li中间合金、Al-4wt%Cr中间合金、Al-2wt%Be中间合金，搅拌均匀后继续升温至740-760℃，依次加入Al-10wt%Mn中间合金、Al-3wt%Ta中间合金，炉料全部熔化后，搅拌15-25min，使成分均匀，调整温度至725-745℃，通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼，精炼剂用量为熔液重量的1-2%，精炼10-15min后扒渣，静置5-10min，调整温度至705-725℃，加入其它剩余元素合金成分，搅拌15-20min后，取样分析、调整至合格；以气体流量为2-3L/min通70%N2+20%Ar+10%Cl2混合气体除气精炼15-20min，扒渣，升温至720-740℃，保温静置10-15min后即可出炉浇注，浇注温度为660-680℃；
（2）将步骤（1）得到的铸坯加入到熔化炉中，加热至715-735℃，待其完全熔化后，搅拌20-30min后进行第二次取样分析，然后调整温度至700-720℃，以气体流量为1.5-2.5L/min通60%N2+40%CO混合气体除气精炼10-15min，扒渣后静置15-20min，取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注，浇注温度为650-670℃；
（3）将步骤（2）得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中进行均匀化处理：先在320-350℃下保温3-5h，空冷至室温，再在465-495℃下保温6-12h，然后强风冷却至150-200℃，保温1-2h，空冷至室温；
（4）将均匀化后的铸坯挤压成型，挤压温度为485-505℃，挤压速率为15-20m/min，然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，淬火后进行拉伸矫直, 拉伸变形量为1-2%；
（5）将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先在80-90℃下保温10-15h，空冷至室温，然后在160-190℃下保温1-2h，水冷至室温，最后在115-135℃下保温12-18h，出炉空冷至室温。
所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成：硝酸钠18-24、氟酸钛钾5-10、氯化钾33-41、氯化锌15-20、硫酸钠3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸钠12-18、氟化铝8-14、碳酸钙16-22、木炭粉10-15。
本发明的有益效果：
本发明铝合金型材具有较高的延伸率，达到15%以上，同时具有较高的抗拉强度和屈服强度,完全满足桥梁、薄壁、复杂断面工业型材的性能需求。
具体实施方式
实施例
一种高延伸率铝合金型材，按质量百分数比该合金化学成分为：Si 0.15-0.35、Cu 0.04-0.08、Mg 1.8-2.6、Zn≤0.10、Mn 0.5-0.9、Li 0.45-0.65、Cr 0.1-0.3、Fe≤0.25、Ti≤0.05、Ta 0.15-0.25、Be 0.1-0.2、Y 0.03-0.06、Lu 0.02-0.04，余量为Al。
高延伸率铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方配比计算称取炉料，取铝锭、镁锭加入熔化炉中加热熔化，当熔液温度达720℃时，依次加入Al-8wt%Li中间合金、Al-4wt%Cr中间合金、Al-2wt%Be中间合金，搅拌均匀后继续升温至750℃，依次加入Al-10wt%Mn中间合金、Al-3wt%Ta中间合金，炉料全部熔化后，搅拌20min，使成分均匀，调整温度至735℃，通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼，精炼剂用量为熔液重量的1.5%，精炼15min后扒渣，静置10min，调整温度至715℃，加入其它剩余元素合金成分，搅拌15-20min后，取样分析、调整至合格；以气体流量为2L/min通70%N2+20%Ar+10%Cl2混合气体除气精炼20min，扒渣，升温至730℃，保温静置15min后即可出炉浇注，浇注温度为670℃；
（2）将步骤（1）得到的铸坯加入到熔化炉中，加热至725℃，待其完全熔化后，搅拌25min后进行第二次取样分析，然后调整温度至710℃，以气体流量为2L/min通60%N2+40%CO混合气体除气精炼10min，扒渣后静置15min，取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注，浇注温度为660℃；
（3）将步骤（2）得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中进行均匀化处理：先在330℃下保温4h，空冷至室温，再在470℃下保温10h，然后强风冷却至180℃，保温1h，空冷至室温；
（4）将均匀化后的铸坯挤压成型，挤压温度为495℃，挤压速率为18m/min，然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，淬火后进行拉伸矫直, 拉伸变形量为1.5%；
（5）将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先在850℃下保温15h，空冷至室温，然后在180℃下保温1h，水冷至室温，最后在125℃下保温16h，出炉空冷至室温。
所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成：硝酸钠24、氟酸钛钾6、氯化钾35、氯化锌18、硫酸钠4、五氯化磷15、氟硼酸钠12、氟化铝8、碳酸钙18、木炭粉12。
经检验，所得铝合金型材的主要性能为：抗拉强度476MPa，屈服强度352MPa，伸长率16.8%。
Claims (3)
1.一种高延伸率铝合金型材，其特征在于，按质量百分数比该合金化学成分为：Si 0.15-0.35、Cu 0.04-0.08、Mg 1.8-2.6、Zn≤0.10、Mn 0.5-0.9、Li 0.45-0.65、Cr 0.1-0.3、Fe≤0.25、Ti≤0.05、Ta 0.15-0.25、Be 0.1-0.2、Y 0.03-0.06、Lu 0.02-0.04，余量为Al。
2.如权利要求1所述的高延伸率铝合金型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按配方配比计算称取炉料，取铝锭、镁锭加入熔化炉中加热熔化，当熔液温度达710-730℃时，依次加入Al-8wt%Li中间合金、Al-4wt%Cr中间合金、Al-2wt%Be中间合金，搅拌均匀后继续升温至740-760℃，依次加入Al-10wt%Mn中间合金、Al-3wt%Ta中间合金，炉料全部熔化后，搅拌15-25min，使成分均匀，调整温度至725-745℃，通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼，精炼剂用量为熔液重量的1-2%，精炼10-15min后扒渣，静置5-10min，调整温度至705-725℃，加入其它剩余元素合金成分，搅拌15-20min后，取样分析、调整至合格；以气体流量为2-3L/min通70%N2+20%Ar+10%Cl2混合气体除气精炼15-20min，扒渣，升温至720-740℃，保温静置10-15min后即可出炉浇注，浇注温度为660-680℃；
（2）将步骤（1）得到的铸坯加入到熔化炉中，加热至715-735℃，待其完全熔化后，搅拌20-30min后进行第二次取样分析，然后调整温度至700-720℃，以气体流量为1.5-2.5L/min通60%N2+40%CO混合气体除气精炼10-15min，扒渣后静置15-20min，取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注，浇注温度为650-670℃；
（3）将步骤（2）得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中进行均匀化处理：先在320-350℃下保温3-5h，空冷至室温，再在465-495℃下保温6-12h，然后强风冷却至150-200℃，保温1-2h，空冷至室温；
(4)将均匀化后的铸坯挤压成型，挤压温度为485-505℃，挤压速率为15-20m/min，然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，淬火后进行拉伸矫直, 拉伸变形量为1-2%；
(5)将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先在80-90℃下保温10-15h，空冷至室温，然后在160-190℃下保温1-2h，水冷至室温，最后在115-135℃下保温12-18h，出炉空冷至室温。
3.根据权利要求2所述的高延伸率铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成：硝酸钠18-24、氟酸钛钾5-10、氯化钾33-41、氯化锌15-20、硫酸钠3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸钠12-18、氟化铝8-14、碳酸钙16-22、木炭粉10-15。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160518 Termination date: 20170416 |