CN105018811A

CN105018811A - 一种2007铝合金棒材加工工艺

Info

Publication number: CN105018811A
Application number: CN201510444118.8A
Authority: CN
Inventors: 迟壮; 赵芳; 顾维明; 邸静海
Original assignee: China Zhongwang Holdings Ltd
Current assignee: China Zhongwang Holdings Ltd
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2015-11-04

Abstract

本发明的一种2007铝合金棒材加工工艺，步骤包括：配料、熔炼、搅拌、精炼、扒渣、保温、细化、过滤、铸造、均匀化处理、挤压、温度补偿、在线淬火、时效处理、包装等，主要控制在线淬火前各个步骤过程中的工艺参数，可以有效避免裂纹，降低成分偏析，降低粗晶环深度，以及避免光亮晶粒、羽毛晶等，并且采用温度补偿装置对淬火前棒材进行温度补偿，可以提高淬火后的棒材综合性能；采用本工艺可以成功挤压质量合格的2007铝合金圆棒，生产出来的铝合金力学性能更好，并且可批量生产。

Description

一种2007铝合金棒材加工工艺

技术领域

本发明属于铝合金加工技术领域，具体涉及一种2007铝合金棒材加工工艺。

背景技术

2007铝合金属于Al-Cu-Mg系可热处理强化型铝合金，作为结构型高强度铝合金，应用范围非常广泛，是许多承重结构比如飞机的机身、机翼和连接件以及轨道列车等重要材料。在现有技术中，挤压棒材容易出现粗晶环，由于粗晶环的力学性能和疲劳强度都较正常细晶组织性能低，因此在生产过程中应该对粗晶环严格控制。并且现有工艺生产的棒材容易产生光亮晶粒、裂纹、表面偏析瘤严重、羽毛状晶、粗大晶粒和粗大柱状晶等严重缺陷，使得棒材力学性能下降，挤压棒材的裂纹倾向性很高，而裂纹易造成产品报废甚至于造成安全事故。此外，现有技术生产的铝合金棒材挤出后，未淬火前温度便快速下降，使得淬火后铝合金性能下降。

发明内容

针对上述已有技术不足，本发明提供一种2007铝合金棒材加工工艺，使加工的铝合金棒材避免产生裂纹，尽可能降低成分偏析，降低粗晶环深度，以及避免光亮晶粒、羽毛晶等，提高淬火后棒材的综合性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种2007铝合金棒材加工工艺，其特征在于，步骤包括：(1)配料：各元素质量百分比为：Si≤0.80%，Fe≤0.80%，Cu：3.3-4.6%，Mn：0.5-1.0%，Mg：0.4-1.8%，Cr≤0.1%，Zn≤0.8%，Ti≤0.2%，Pb：0.8-1.5%，Ni≤0.2%，Bi≤0.2%，Sn≤0.2%，其他不可避免杂质≤0.15%，Al余量；（2）将各元素依次加入熔炼炉中熔炼，待炉内出现铝水时，进行电磁搅拌，然后向炉中通入氩气进行精炼除杂，氩气流量为35～55scfh，将经扒渣得到的合格铝液注入到保温炉中保温，然后细化处理；（3）采用泡沫陶瓷过滤板过滤得到熔体，过滤温度为695℃-725℃；（4）将熔体注入铸型中铸造，得到铸锭；（5）将铸锭放入均质炉中均匀化处理，温度为480℃～495℃，保温8小时，然后快速冷却至室温；（6）将经过步骤（5）得到的铸锭加热到400℃～440℃，对挤压模具加热，然后挤压，挤压速度为0.9～1.4m/min；（7）将挤压得到的棒材放入温度补偿装置中进行加热，温度为480℃±10℃；（8）将经过温度补偿后的棒材进行在线淬火、自然时效、包装。

根据上述的工艺，其特征在于，步骤（2）中熔炼温度为715℃～750℃。

根据上述的工艺，其特征在于，步骤（2）中将经扒渣得到的合格铝液注入到保温炉中保温，温度为705℃-740℃，保温时间为20-30min。

根据上述的工艺，其特征在于，步骤（2）中保温时间为25min。

根据上述的工艺，其特征在于，步骤（2）中加入铝钛硼细化剂进行细化。

根据上述的工艺，其特征在于，步骤（4）中铸造温度685℃-720℃。

根据上述的工艺，其特征在于，步骤6）中将挤压模具加热到450℃～500℃。

根据上述的工艺，其特征在于，步骤（7）中采用的温度补偿装置包括：炉体，所述炉体为圆筒状结构；设置在炉体内壁由耐火材料制成的保温层；在所述保温层内设有多根均匀分布的加热棒；以及插入炉体内的热电偶，所述热电偶与PLC控制器连接。

本发明的有益技术效果，本发明提供了一种2007铝合金棒材加工工艺，主要控制在线淬火前各工艺步骤的工艺条件以及增加了温度补偿步骤，采用本工艺可以有效避免裂纹，降低成分偏析，降低粗晶环深度，以及避免光亮晶粒、羽毛晶等，在淬火前对棒材采用温度补偿装置进行温度补偿，可以提高淬火后的棒材综合性能；采用本工艺可以成功挤压质量合格的2007铝合金圆棒，生产出来的铝合金力学性能更好，并且可批量生产。

附图说明

图1为本发明采用的温度补偿装置的结构示意图。

具体实施方式

一种2007铝合金棒材加工工艺，所述工艺步骤包括：(1)配料：各元素质量百分比为：Si≤0.80%，Fe≤0.80%，Cu：3.3-4.6%，Mn：0.5-1.0%，Mg：0.4-1.8%，Cr≤0.1%，Zn≤0.8%，Ti≤0.2%，Pb：0.8-1.5%，Ni≤0.2%，Bi≤0.2%，Sn≤0.2%，其他不可避免杂质≤0.15%，Al余量；（2）将各元素依次加入熔炼炉中，熔炼温度为715℃～750℃；待炉内出现铝水时，进行电磁搅拌；采用电磁搅拌，保证炉内原料快速熔化、温度均匀；向熔炼炉中通入氩气进行精炼除杂，氩气流量控制在35～55scfh；进行扒渣得到合格的铝液；其中，扒渣的步骤用于清除浮渣、杂质；将铝液注入到保温炉中进行保温，在温度为705℃-740℃条件下保温时间为20-30min；优选保温时间为25min；加入铝钛硼细化剂进行细化；（3）过滤：采用泡沫陶瓷过滤板进行过滤，得到熔体，过滤温度控制在695℃-725℃；过滤时温度需要控制在695℃-725℃之间，否则，温度过低，熔体流动性不好，容易冷隔，不易通过滤片；温度过高，对除气效果不好，影响性能；（4）铸造：将经过步骤（3）得到的熔体注入铸型中，铸造温度685℃-720℃，得到铸锭；（5）均匀化：将铸锭放入均质炉中进行均匀化处理，温度在480℃～495℃之间，保温8小时，然后快速冷却至室温；（6）挤压：将经过步骤（5）得到的铸锭加热到400℃～440℃，将挤压模具加热到450℃～500℃，然后进行挤压，挤压速度为0.9～1.4m/min，其中挤压速度太快，淬火前温度不好达到，太慢，型材成型困难，常出现裂纹；（7）温度补偿：将经过挤压得到棒材放入到温度补偿装置中进行加热，加热温度为480℃±10℃；（8）将经过温度补偿后的棒材进行在线淬火、自然时效、包装等。

温度补偿装置结构如图1所示，包括：炉体1，所述炉体为圆筒状结构；设置在炉体内壁的由耐火材料制成的保温层2；在所述保温层内设有多根均匀分布的加热棒3，通过在炉体内壁覆盖的保温层能够将加热棒固定在炉体内壁上并进行保温；以及插入炉体内的热电偶4，所述热电偶与PLC控制器连接，热电偶用于测量炉内温度。耐火材料为轻质耐火砖或硅酸铝耐火纤维。使用时，将经过挤压得到的棒材5放进补偿装置内，补偿装置的加热棒进行加热对棒材进行温度补偿，通过调节电流对温度进行控制。

实施例1

(1)配料：各元素质量百分比为：Si：0.80%，Fe：0.80%，Cu：4.6%，Mn：0.5%，Mg：1.8%，Cr：0.1%，Zn：0.8%，Ti：0.2%，Pb：1.5%，Ni：0.2%，Bi：0.2%，Sn：0.2%，其他不可避免杂质：0.15%，Al余量；（2）将各元素依次加入熔炼炉中，熔炼温度为715℃；待炉内出现铝水时，进行电磁搅拌；向熔炼炉中通入氩气进行精炼除杂，氩气流量控制在55scfh；进行扒渣得到合格的铝液；将铝液注入到保温炉中进行保温，在温度为740℃条件下保温时间为20min；加入铝钛硼细化剂进行细化；（3）过滤：采用泡沫陶瓷过滤板过滤得到熔体，过滤温度控制在725℃；（4）铸造：将经过步骤（3）得到的熔体注入铸型中，铸造温度720℃，得到铸锭；（5）均匀化：将铸锭在均质炉中进行均匀化处理，温度495℃，保温8小时，然后快速冷却至室温；（6）挤压：将经过步骤（5）得到的铸锭加热到400℃，将挤压模具加热到450℃，然后进行挤压，挤压速度为0.9m/min；（7）温度补偿：将经过挤压完成的棒材放入到温度补偿装置中进行加热，加热温度为490℃；（8）将经过温度补偿后的棒材进行在线淬火、自然时效、包装等工艺步骤。

实施例2

(1)配料：各元素质量百分比为：Si：0.50%，Fe：0.60%，Cu：3.3%，Mn：1.0%，Mg：0.4%，Cr：0.02%，Zn：0.7%，Ti：0.1%，Pb：0.8%，Ni：0.1%，Bi：0.15%，Sn：0.17%，其他不可避免杂质：0.1%，Al余量；（2）将各元素依次加入熔炼炉中，熔炼温度为750℃；待炉内出现铝水时，进行电磁搅拌；向熔炼炉中通入氩气进行精炼除杂，氩气流量控制在35scfh；扒渣得到合格的铝液；将铝液注入到保温炉中进行保温，在温度为705℃条件下保温时间为25min；加入铝钛硼细化剂进行细化；（3）过滤：采用泡沫陶瓷过滤板过滤，得到熔体，过滤温度控制在695℃；（4）铸造：将经过步骤（3）得到的熔体注入铸型中，铸造温度685℃，得到铸锭；（5）均匀化：将铸锭在均质炉中进行均匀化处理，温度480℃，保温8小时，然后快速冷却至室温；（6）挤压：将经过步骤（5）得到的铸锭加热到440℃，将挤压模具加热到500℃，然后进行挤压，挤压速度为1.4m/min；（7）温度补偿：将经过挤压完成的棒材放入到温度补偿装置中进行加热，加热温度为480℃；（8）将经过温度补偿后的棒材进行在线淬火、自然时效、包装等工艺步骤。

实施例3

(1)配料：各元素质量百分比为：Si：0.20%，Fe：0.10%，Cu：4%，Mn：0.7%，Mg：1.2%，Cr：0.05%，Zn：0.2%，Ti：0.15%，Pb：1.1%，Ni：0.05%，Bi：0.09%，Sn：0.1%，其他不可避免杂质：0.05%，Al余量；（2）将各元素依次加入熔炼炉中，熔炼温度为725℃；待炉内出现铝水时，进行电磁搅拌扒渣；向熔炼炉中通入氩气进行精炼除杂，氩气流量控制在45scfh；进行扒渣得到合格的铝液；将铝液注入到保温炉中进行保温，在温度为730℃条件下保温时间为30min；加入铝钛硼细化剂进行细化；（3)过滤：采用泡沫陶瓷过滤板过滤，得到熔体，过滤温度控制在705℃；（4）铸造：将经过步骤（3）得到的熔体注入铸型中，铸造温度700℃，得到铸锭；（5）均匀化：将铸锭在均质炉中进行均匀化处理，温度485℃，保温8小时，然后快速冷却至室温；（6）挤压：将经过步骤（5）得到的铸锭加热到420℃，将挤压模具加热到480℃，然后进行挤压，挤压速度为1.2m/min；（7）温度补偿：将经过挤压完成的棒材放入到温度补偿装置中进行加热，加热温度为470℃；（8）将经过温度补偿后的棒材进行在线淬火、自然时效、包装等工艺步骤。

Claims

1.一种2007铝合金棒材加工工艺，其特征在于，步骤包括：(1)配料：各元素质量百分比为：Si≤0.80%，Fe≤0.80%，Cu：3.3-4.6%，Mn：0.5-1.0%，Mg：0.4-1.8%，Cr≤0.1%，Zn≤0.8%，Ti≤0.2%，Pb：0.8-1.5%，Ni≤0.2%，Bi≤0.2%，Sn≤0.2%，其他不可避免杂质≤0.15%，Al余量；（2）将各元素依次加入熔炼炉中熔炼，待炉内出现铝水时，进行电磁搅拌，然后向炉中通入氩气进行精炼除杂，氩气流量为35～55scfh，将经扒渣得到的合格铝液注入到保温炉中保温，然后细化处理；（3）采用泡沫陶瓷过滤板过滤得到熔体，过滤温度为695℃-725℃；（4）将熔体注入铸型中铸造，得到铸锭；（5）将铸锭放入均质炉中均匀化处理，温度为480℃～495℃，保温8小时，然后快速冷却至室温；（6）将经过步骤（5）得到的铸锭加热到400℃～440℃，对挤压模具加热，然后挤压，挤压速度为0.9～1.4m/min；（7）将挤压得到的棒材放入温度补偿装置中进行加热，温度为480℃±10℃；（8）将经过温度补偿后的棒材进行在线淬火、自然时效、包装。

2.根据权利要求1所述的一种2007铝合金棒材加工工艺，其特征在于，步骤（2）中熔炼温度为715℃～750℃。

3.根据权利要求1所述的一种2007铝合金棒材加工工艺，其特征在于，步骤（2）中将经扒渣得到的合格铝液注入到保温炉中保温，温度为705℃-740℃，保温时间为20-30min。

4.根据权利要求3所述的一种2007铝合金棒材加工工艺，其特征在于，步骤（2）中保温时间为25min。

5.根据权利要求1所述的一种2007铝合金棒材加工工艺，其特征在于，步骤（2）中加入铝钛硼细化剂进行细化。

6.根据权利要求1所述的一种2007铝合金棒材加工工艺，其特征在于，步骤（4）中铸造温度685℃-720℃。

7.根据权利要求1所述的一种2007铝合金棒材加工工艺，其特征在于，步骤6）中对挤压模具加热到450℃～500℃。

8.根据权利要求1所述的一种2007铝合金棒材加工工艺，其特征在于，步骤（7）中采用的温度补偿装置包括：炉体，所述炉体为圆筒状结构；设置在炉体内壁由耐火材料制成的保温层；在所述保温层内设有多根均匀分布的加热棒；以及插入炉体内的热电偶，所述热电偶与PLC控制器连接。