CN105200271B - 一种铝型材的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝型材的生产方法,其步骤如下：按照质量百分比配料：Cu 2‑5％，Fe 6‑7％，Mn 1‑3％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 1‑2％，Si 1.1‑1.3％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼6h～8h，得到铝合金熔液；水平连铸：连续挤压：三级时效热处理。本发明的工艺无需均匀化和预热处理使合金生产工艺和周期缩短，完全符合短流程工艺的节能绿色生产要求。而且本发明制得的铝合金型材屈服强度高、条纹细腻、无颗粒，表面光滑。
Description
技术领域
本发明属于金属材料制造技术领域，具体涉及一种铝型材的加工工艺及其生产工艺。
背景技术
铝合金质量轻、强度高、成形性好、价格适中、回收率高，目前应用广泛，尤其在汽车等交通运输领域，铝合金可以减轻汽车自重、减少油耗、减轻环境污染并改善操作性能，已成为汽车工业的首选材料，近年来我国汽车铝合金发动机缸体压铸发展迅猛。铸造铝合金是铝合金中的一个大类，目前年用量超过全部用铝量的25％，可分为铝-硅，铝-铜，铝-镁和铝-锌等种类，其中以铝-硅系铸铝合金的应用最广。铸铝合金大量应用于汽车、摩托车工业，航空航天工业、船舶、潜艇工业。
我国已经是全球最大的铝挤压材生产、出口和消费大国。当前，我国铝挤压工业进入规模化和技术升级的新阶段，处于变革与转型的重要时期。现在铝合金行业已经朝着生产环保低能耗，合金性能优异的方向发展。
在现有复杂铝合金中，合金元素多、相多，即使在平衡状态下也是完全固溶的合金，往往出现共晶体。为了提高其耐腐蚀性能，欧美国家先后开发了T73、T76、T74 等过时效制度。这样做的结果是耐蚀性能提高了，但抗拉强度确降低了。为了兼顾两者都不受影响，现有技术已经有人研究多级时效，并认为多级时效是改善7N01 合金耐蚀性的有效办法。此外，研究发现在成分配比上，只有严格执行：Zn+Mg ≤7%，Zn/Mg=6~7 的规律，才能生产出合格的耐蚀铝型材。而且多级时效是个很复杂的过程，每种不同配方的铝合金，就需要不同的多级时效。
本发明旨在提供一种新的环保耐腐蚀铝合金型材生产工艺，从原料到工艺参数全面优化，意外地发现，在优化的参数下，这样可以低能耗生产出屈服强度高、条纹细腻、无颗粒，表面光滑的优秀铝合金型材。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明针对现有技术的缺点，通过多年的研究和实验，并且优化通过原料配比，以及工艺的条件，提供一种铝型材的加工工艺，从原料到工艺参数全面优化，可以低能耗生产出屈服强度高、条纹细腻、无颗粒，表面光滑的优秀铝合金型材。
本发明的技术方案如下：
一种铝型材的生产方法,其步骤如下：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 2-5％，Fe 6-7％，Mn 1-3％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 1-2％，Si 1.1-1.3％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼6h～8h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速6-9r/min，模具入口圆角r=0.2-0.4mm，得铝合金型材；
（4）三级时效热处理：
一级：温度为100-120℃、时间7-10h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为180-220℃、时间80-100min，然后将铝合金型材空冷至室温；
三级：温度为260℃、时间10min，然后将铝合金型材空冷至室温。
本发明的有益之处在于：
1、本发明的工艺无需均匀化和预热处理使合金生产工艺和周期缩短，完全符合短流程工艺的节能绿色生产要求。
2、本发明制得的铝合金型材屈服强度高、条纹细腻、无颗粒，表面光滑。
具体实施方式
实施例1：
铝型材的生产方法,其步骤如下：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 2％，Fe 7％，Mn 1％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 2％，Si1.1％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼8h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速6r/min，模具入口圆角r=0.4mm，得铝合金型材；
（4）三级时效热处理：
一级：温度为100℃、时间10h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为180℃、时间100min，然后将铝合金型材空冷至室温；
三级：温度为260℃、时间10min，然后将铝合金型材空冷至室温。
实施例2：
铝型材的生产方法,其步骤如下：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 5％，Fe 6％，Mn 3％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 1％，Si1.3％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼6h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速9r/min，模具入口圆角r=0.2mm，得铝合金型材；
（4）三级时效热处理：
一级：温度为120℃、时间7h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为220℃、时间80min，然后将铝合金型材空冷至室温；
三级：温度为260℃、时间10min，然后将铝合金型材空冷至室温。
实施例3：
铝型材的生产方法,其步骤如下：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 3％，Fe 7％，Mn 2％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 2％，Si1.2％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼7h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速8r/min，模具入口圆角r=0.3mm，得铝合金型材；
（4）三级时效热处理：
一级：温度为110℃、时间9h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为190℃、时间90min，然后将铝合金型材空冷至室温；
三级：温度为260℃、时间10min，然后将铝合金型材空冷至室温。
实施例4：
铝型材的生产方法,其步骤如下：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 4％，Fe 6％，Mn 1％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 2％，Si1.1％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼8h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速7r/min，模具入口圆角r=0.4mm，得铝合金型材；
（4）三级时效热处理：
一级：温度为108℃、时间8h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为210℃、时间88min，然后将铝合金型材空冷至室温；
三级：温度为260℃、时间10min，然后将铝合金型材空冷至室温。
实施例5：
铝型材的生产方法,其步骤如下：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 2％，Fe 7％，Mn 3％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 1％，Si1.3％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼6h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速9r/min，模具入口圆角r=0.3mm，得铝合金型材；
（4）三级时效热处理：
一级：温度为119℃、时间10h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为200℃、时间95min，然后将铝合金型材空冷至室温；
三级：温度为260℃、时间10min，然后将铝合金型材空冷至室温。
实施例6：
本发明的质量原料配比，以及连续挤压参数，三级时效热处理具有显著的协同效果，改变参数，对结果有很大的影响。
对比例1：
铝型材的生产方法,其步骤如下：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 6％，Fe 9％，Mn4％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 3％，Si1.1％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼6h～8h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速9r/min，模具入口圆角r=0.4mm，得铝合金型材；
（4）二级时效热处理：
一级：温度为120℃、时间10h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为260℃、时间10min，然后将铝合金型材空冷至室温。
实施例7：
对比例2：
铝型材的生产方法,其步骤如下：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 6％，Fe 9％，Mn4％，Mg 0.8％，Pb 0.6%，Zn 3％，Si3％，Ni 1％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼6h～8h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速9r/min，模具入口圆角r=0.5mm，得铝合金型材；
（4）二级时效热处理：
一级：温度为120℃、时间10h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为230℃、时间100min，然后将铝合金型材空冷至室温。
实施例8 指标测评：
使用实施例1-5和实施例7-8的对比例1-2得到的铝合金型材进行指标测评，结果如表1所示。
其中，耐腐蚀性按国标GB ／T6892-2006 规定，表面出现微小的疱疤、裂纹、薄片或粉末，仅带有轻微分离的现象(EA) 级为合格；表面出现明显分层，并穿入进金属的现象(EB~ED) 级为不合格。
结果如表1所示。
表1
| 抗拉强度/( Rm/MPa) | 屈服强度/( Rp0.2 Mpa) | 耐腐蚀性 | 外观 | |
| 实施例1 | 513 | 355 | EA | 表面条纹细腻、无颗粒，表面光滑 |
| 实施例2 | 515 | 335 | EB | 表面条纹细腻、无颗粒，表面光滑 |
| 实施例3 | 527 | 378 | EB | 表面条纹细腻、无颗粒，表面光滑 |
| 实施例4 | 520 | 400 | EB | 表面条纹细腻、无颗粒，表面光滑 |
| 实施例5 | 513 | 395 | EB | 表面条纹细腻、无颗粒，表面光滑 |
| 对比例1 | 401 | 215 | EC | 表面条纹明显、颗粒较多，表面粗糙 |
| 对比例2 | 409 | 263 | EC | 表面条纹明显、颗粒较多，表面粗糙 |
从表格的实验结果可以看出，相对于对比例，本发明的工艺可以意料不到地生产出具有屈服强度大，抗拉强度大，耐腐蚀性好，表面条纹细腻、无颗粒，表面光滑的铝合金型材。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种铝型材的生产方法,其步骤如下：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 2-5％，Fe 6-7％，Mn 1-3％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 1-2％，Si 1.1-1.3％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼6h～8h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速6-9r/min，模具入口圆角r=0.2-0.4mm，得铝合金型材；
（4）三级时效热处理：
一级：温度为100-120℃、时间7-10h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为180-220℃、时间80-100min，然后将铝合金型材空冷至室温；
三级：温度为260℃、时间10min，然后将铝合金型材空冷至室温。
2.权利要求1所述的铝型材的生产方法，其特征在于：
（1） 配料及熔炼：
按照质量百分比配料： Cu 2％，Fe 7％，Mn 1％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 2％，Si1.1％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼8h，得到铝合金熔液；
（2）水平连铸：
将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗；
（3）连续挤压：
挤压转速6r/min，模具入口圆角r=0.4mm，得铝合金型材；
（4）三级时效热处理：
一级：温度为100℃、时间10h，然后将铝合金型材水冷至室温；
二级：温度为180℃、时间100min，然后将铝合金型材空冷至室温；
三级：温度为260℃、时间10min，然后将铝合金型材空冷至室温。
3.权利要求1或2所述的生产方法生产得到的铝型材。
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