CN104152824A - 一种高性能5050铝合金型材生产工艺 - Google Patents

一种高性能5050铝合金型材生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能5050铝合金型材生产工艺，主要包括以下步骤：控制5050铝合金锭内各成分配比，挤压前加热，挤压成型，对挤压出的型材依次进行在线风冷处理、牵引矫直及定尺锯切，人工时效及表面处理；本发明通过控制合金成分，降低了镁元素含量，避免了挤压过程中产生拉毛等现象，提高了型材表面质量；通过在线风冷处理提高了型材的力学性能；整体工艺步骤简单、易于控制、材料利用率高、工艺成本低，经济效益和社会效益明显。

Description

一种高性能5050铝合金型材生产工艺
技术领域
本发明属于铝合金挤压领域，具体涉及一种高性能5050铝合金型材生产工艺。
背景技术
现有技术中，5050铝合金挤压型材产品较少，主要是因为此系合金在挤压过程中对挤压模具等具有粘合性，容易出现拉毛等现象，使得型材表面质量差；另外，因5系合金是不可热处理强化的合金，故其力学性能较低，采用该材料制作的产品难以满足客户的使用要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可有效提高型材表面质量及力学性能的5050铝合金型材挤压生产工艺。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能5050铝合金型材生产工艺，主要包括以下步骤：
(1)控制5050铝合金锭内各成分配比，其中：Si 0.3～0.35％，Mg 1.15～1.20％，Fe 0.1～0.2％，Mn 0.025～0.03％，Cr 0.08～0.1％，Zn 0.01～0.05％；
(2)挤压前加热，分别将铝合金锭加热至510～520℃，模具加热至450～460℃，挤压筒加热至455～460℃；
(3)挤压成型，将加热的铝合金锭放入挤压筒中，并与模具配合夹紧，其中，挤压系数控制成96.9，挤压速度控制在3.5m/min～4.5m/min之间；
(4)对挤压出的型材依次进行在线风冷处理、牵引矫直及定尺锯切；
(5)人工时效；
(6)表面处理。
进一步，所述步骤(5)的人工时效是在175℃环境下恒温保持8h。
进一步，所述步骤(6)的表面处理方式为酸砂古铜氧化，氧化时间≤24h。
本发明的有益效果在于：通过控制合金成分，可改善合金的金相结构，消除了产品中的内部缺陷；镁元素含量降低，避免了挤压过程中产生拉毛等现象，提高了型材表面质量；使用在线风冷处理，有效的提高了型材的力学性能，解决了5050铝合金产品难以满足客户使用要求的难题；整体工艺步骤简单、易于控制、材料利用率高、工艺成本低、对环境污染小，经济效益和社会效益明显。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
本实施例提供如下技术方案：一种高性能5050铝合金型材生产工艺，主要包括以下步骤：
(1)控制5050铝合金锭内各成分配比，其中：Si 0.33％，Mg 1.16％，Fe 0.20％，Mn 0.03％，Cr 0.04％，Zn 0.01％，其余为Al；具体的，先将按照该配比配制的合金与铝材添加进熔炉中加热至熔融状态，再将熔融态的铝合金浇注成铝合金锭，该合金铸锭中的镁含量较低，通过降低镁元素的含量可避免挤压过程中产生拉毛等现象，从而达到提高型材表面质量的目的。
(2)挤压前加热，分别将铝合金锭加热至510℃，模具加热至450℃，挤压筒加热至455℃；该温度即可保证可溶解的相组织不从固溶中析出或呈现小颗粒的弥散析出，又能实现晶粒细化，降低变形抗力，减小挤压力和作用在工模具上的载荷，防止挤压时金属粘结在工具上，恶化制品表面品质。
(3)挤压成型，将加热的铝合金锭放入挤压筒中，并与模具配合夹紧，其中，挤压系数控制成96.9，挤压速度控制在3.5m/min之间；合理设定金属变形量大小与挤压速度，使挤压金属流动均匀，进一步提升制品的力学性能。
(4)对挤压出的型材依次进行在线风冷处理、牵引矫直及定尺锯切；其中，在线风冷为快速降温过程，速度快，效率高，可有效提高铝合金型材的力学性能。
(5)挤压成型后在175℃环境下恒温保持8h，人工时效过程能够消除或减小降温后型材内的微观应力，可使型材内部组织分布更加均匀、稳定。
(6)表面处理：方式为酸砂古铜氧化，氧化时间为24h。
实施例2
本实施例提供如下技术方案：一种高性能5050铝合金型材生产工艺，主要包括以下步骤：
(1)控制5050铝合金锭内各成分配比，其中：Si 0.3％，Mg 1.15％，Fe 0.10％，Mn 0.025％，Cr 0.1％，Zn 0.03％，其余为Al；具体的，先将按照该配比配制的合金与铝材添加进熔炉中加热至熔融状态，再将熔融态的铝合金浇注成铝合金锭，该合金铸锭中的镁含量较低，通过降低镁元素的含量可避免挤压过程中产生拉毛等现象，从而达到提高型材表面质量的目的。
(2)挤压前加热，分别将铝合金锭加热至515℃，模具加热至455℃，挤压筒加热至457℃；该温度即可保证可溶解的相组织不从固溶中析出或呈现小颗粒的弥散析出，又能实现晶粒细化，降低变形抗力，减小挤压力和作用在工模具上的载荷，防止挤压时金属粘结在工具上，恶化制品表面品质。
(3)挤压成型，将加热的铝合金锭放入挤压筒中，并与模具配合夹紧，其中，挤压系数控制成96.9，挤压速度控制在4m/min之间；合理设定金属变形量大小与挤压速度，使挤压金属流动均匀，进一步提升制品的力学性能。
(4)对挤压出的型材依次进行在线风冷处理、牵引矫直及定尺锯切；其中，在线风冷为快速降温过程，速度快，效率高，可有效提高铝合金型材的力学性能。
(5)挤压成型后在175℃环境下恒温保持8h，人工时效过程能够消除或减小降温后型材内的微观应力，可使型材内部组织分布更加均匀、稳定。
(6)表面处理：方式为酸砂古铜氧化，氧化时间为22h。
实施例3
本实施例提供如下技术方案：一种高性能5050铝合金型材生产工艺，主要包括以下步骤：
(1)控制5050铝合金锭内各成分配比，其中：Si 0.35％，Mg 1.2％，Fe 0.15％，Mn 0.027％，Cr 0.08％，Zn 0.05％，其余为Al；具体的，先将按照该配比配制的合金与铝材添加进熔炉中加热至熔融状态，再将熔融态的铝合金浇注成铝合金锭，该合金铸锭中的镁含量较低，通过降低镁元素的含量可避免挤压过程中产生拉毛等现象，从而达到提高型材表面质量的目的。
(2)挤压前加热，分别将铝合金锭加热至520℃，模具加热至460℃，挤压筒加热至460℃；该温度即可保证可溶解的相组织不从固溶中析出或呈现小颗粒的弥散析出，又能实现晶粒细化，降低变形抗力，减小挤压力和作用在工模具上的载荷，防止挤压时金属粘结在工具上，恶化制品表面品质。
(3)挤压成型，将加热的铝合金锭放入挤压筒中，并与模具配合夹紧，其中，挤压系数控制成96.9，挤压速度控制在4.5m/min之间；合理设定金属变形量大小与挤压速度，使挤压金属流动均匀，进一步提升制品的力学性能。
(4)对挤压出的型材依次进行在线风冷处理、牵引矫直及定尺锯切；其中，在线风冷为快速降温过程，速度快，效率高，可有效提高铝合金型材的力学性能。
(5)挤压成型后在175℃环境下恒温保持8h，人工时效过程能够消除或减小降温后型材内的微观应力，可使型材内部组织分布更加均匀、稳定。
(6)表面处理：方式为酸砂古铜氧化，氧化时间为23h。
常用的5050铝合金中镁元素含量较高(通常高于1.2％)，型材在挤压过程中易产生拉毛现象，即使进行表面处理，仍会存在毛刺等缺陷，不能满足使用要求。对于镁元素含量较低的5050铝合金而言，正常设置的工艺流程中无在线淬火处理步骤，得到的5050铝合金型材的力学性能最高达到：Rm(抗拉强度)：135MPa；Rp0.2(0.2％非比例延伸强度)：75MPa；A(延伸率)：27％；即使对其进行热处理，在不进行人工时效的情况下，所获得的5050铝合金型材的力学性能最高也仅达到：Rm(抗拉强度)：185MPa；Rp0.2(0.2％非比例延伸强度)：90MPa；A(延伸率)：20.5％。
本发明通过严控5050铝合金成分、降低合金中的镁含量、并对合金材料进行热处理以实现提高材料力学性能的目的，使用本发明所述方法生产的5050铝合金型材，其性能可达到：Rm(抗拉强度)：220MPa；Rp0.2(0.2％非比例延伸强度)：175MPa；A(延伸率)：17.5％，远优于常用工艺获得的5050铝合金型材，且表面质量好，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)

1.一种高性能5050铝合金型材生产工艺，其特征在于主要包括以下步骤：
(1)控制5050铝合金锭内各成分配比，其中：Si 0.3～0.35％，Mg 1.15～1.20％，Fe 0.1～0.2％，Mn 0.025～0.03％，Cr 0.08～0.1％，Zn 0.01～0.05％；
(2)挤压前加热，分别将铝合金锭加热至510～520℃，模具加热至450～460℃，挤压筒加热至455～460℃；
(3)挤压成型，将加热的铝合金锭放入挤压筒中，并与模具配合夹紧，其中，挤压系数控制成96.9，挤压速度控制在3.5m/min～4.5m/min之间；
(4)对挤压出的型材依次进行在线风冷处理、牵引矫直及定尺锯切；
(5)人工时效；
(6)表面处理。
2.根据权利要求1所述的高性能5050铝合金型材生产工艺，其特征在于：所述步骤(5)的人工时效是在175℃环境下恒温保持8h。
3.根据权利要求1所述的高性能5050铝合金型材生产工艺，其特征在于：所述步骤(6)的表面处理方式为酸砂古铜氧化，氧化时间≤24h。
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