CN106282692B - 一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，属于有色金属热处理工艺技术领域。其包括如下重量百分比的成分：Si 0.58‑0.68％、Fe 0‑0.20％、Cu 0‑0.03％、Mn 0.02‑0.1％、Mg 0.65‑0.80％、Cr 0‑0.1％、Zn 0‑0.1％、Ti 0.03‑0.05％、其它元素0‑0.15％，余量为Al。本发明的铝型材，通过控制Mg/Si比和Mg、Si的含量，可以保证型材的力学性能；通过控制Mn、Cr元素的含量，可以提高型材的弯曲性能；通过控制Ti的含量，控制Fe的含量，可以保证型材具有良好的综合性能。本发明还公开了上述铝型材的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，属于有色金属热处理工艺技术领域。
背景技术
6A01铝合金型材属于Al-Mg-Si系铝合金，具有中等强度、挤压性好、耐蚀性良好等特点，适于制造车体主体结构用的复杂截面多孔中空型材。国外高速列车制造公司均采用此类合金作为生产高速列车的关键用材。6A01车体铝合金型材多为超长度(20-26m)、大截面、多腔空心、形状复杂的型材，作为高速列车车体的关键构件，其质量优劣对于提高高速列车的运行寿命具有重要意义。
随着我国高速列车的发展，运行里程逐渐增长，运行环境复杂多变，车体型材在运行过程中会受到不同方向的弯曲、扭拧，且持续作用，加之在加工过程中的折弯工艺，这就对型材的弯曲性能提出了更高的要求。6A01铝合金型材因其合金成分决定本身特性，经180°弯曲后会出现弯曲断裂或弯曲部分外表面存在裂纹，因此提升型材弯曲性能势在必行，以适应复杂多变的运行环境，提高运行寿命及安全性。
弯曲性能是用来检验材料经受弯曲负荷作用时的性能，弯曲试验主要用于测定脆性和低塑性材料(如铸铁、高碳钢、工具钢等)的抗弯强度并反映塑性指标的挠度。对于脆性和低塑性材料，一般只需产生少量的塑性变形即可破坏，测出其弯曲强度，而对于塑性材料则不能测出其弯曲断裂强度，通过检验其延展性和均匀性来检测其弯曲性能。
铝合金型材的弯曲试验方法符合JIS Z 2248-1996的规定(按TB/T 3260.1-2011附录C执行)，采用支辊式弯曲试验装置，将圆形、方形、矩形或多边形横截面试样放在弯曲装置上，在规定的内部半径内不改变试验力的方向进行弯曲，直至达到180°的弯曲角度，使其变形，试样自由边缘2mm以外的弯曲外表面不允不产生裂纹或其他缺陷即为合格。
发明内容
本发明的目的之一，是提供一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材。本发明的铝型材，通过控制Mg/Si比和Mg、Si的含量，可以保证型材的力学性能；通过控制Mn、Cr元素的含量，可以提高型材的弯曲性能；通过控制Ti的含量，控制Fe的含量，可以保证型材具有良好的综合性能。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材，包括如下重量百分比的成分：Si 0.58-0.68％、Fe 0-0.20％、Cu 0-0.03％、Mn 0.02-0.1％、Mg 0.65-0.80％、Cr 0-0.1％、Zn 0-0.1％、Ti 0.03-0.05％、其它元素0-0.15％，余量为Al。
本发明的铝型材，通过控制Mg/Si比和Mg、Si的含量，可以保证型材的力学性能；通过控制Mn、Cr元素的含量，可以提高型材的弯曲性能；通过控制Ti的含量，控制Fe的含量，可以保证型材具有良好的综合性能。
Mg和Si是6A01铝合金型材的主要元素，基体中主要强化相为Mg2Si。当合金中的Mg元素与Si元素的质量比小于1.73时，合金中就会存在过剩的Si。过剩Si不仅能使合金具有良好的成形性能和焊接性能，而且能使晶粒得到细化，由于过剩的硅元素既能够提高铝合金固溶体的过饱和度，又能够增加时效期间GP区的密度，所以过剩的硅元素能够提高合金的时效硬化效应，从而提升型材的弯曲性能。但是，过剩的硅元素容易沿着合金的晶界偏析，降低塑性，从而降低弯曲性能。将Mg/Si比控制在1.07-1.55之间，且控制Mg、Si的含量，保证型材的力学性能。
铝合金中加Mn、Cr可以提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。还可以加速板条状的α(AlFeSi)结晶相向近圆形的β(AIFeSi)相的转化，同时促进Mg2Si粒子的均匀分布和挤压变形的均匀性，提高合金的强度、韧性。在保证Mg、Si含量的基础上，严格控制Mn、Cr元素的含量，提高型材的弯曲性能。
Ti作为变质剂,能消除了铸造时产生热裂纹的倾向,减少铸锭中的柱状晶组织，细化铸锭的晶粒度，起到细晶强化的作用。
Fe为杂质元素，过多时会形成粗大、硬脆的条块状AlFeSi中间化合物，将会消耗掉部分Si，损害合金的综合性能，影响制品的延伸率和表面质量等。因此当合金中存在有过多杂质Fe时，导致合金塑型的急剧降低，从而弯曲性能下降,需合理控制Fe元素的含量。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述锰和铬的含量之和为0.02-0.20％。
采用上述进一步的有益效果是：提高再结晶温度，并显著细化再结晶晶粒，可以保证型材的可挤压性，促进Mg2Si粒子的均匀分布和挤压变形的均匀性，提高合金的强度、韧性。
本发明的目的之二，是提供上述高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法。本发明的制备方法，可以提高型材的力学性能，提升其弯曲性能，满足综合性能的要求。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，包括如下步骤：
(1)计算各金属原料用量并按配比准备金属原料，金属原料包括：一级废料、纯度99.70％以上的铝锭及中间合金，所述中间合金为铝硅合金、铝铬合金、铝锰合金、镁锭和铝钛合金，所述一级废料占所述金属原料的量不超过40％，且为同种合金；
投料时，熔炼炉的炉膛温度高于600℃，向熔炼炉中依次投入一级废料和铝锭，并加入铝硅合金、铝锰合金、铝铬合金，炉料熔化下塌时，在熔体表面用铁锹均匀撒入16kg普通覆盖剂，炉料熔化1/3时，用永磁搅拌器，搅拌时间20min；取成分分析试样前加入镁锭、铝钛合金，具体是先加铝钛合金，再加入镁锭；
(2)熔体净化：熔炼炉中加入精炼剂，用量为1.5-2kg/T·Al，精炼时间15-20min，精炼温度720-750℃，并调整氩气压力，气泡高度90-100mm；在静置炉中加入精炼剂,进行二次精炼，用量为1.5-2kg/T·Al，精炼时间15-20min，精炼温度720-755℃，并调整氩气压力，气泡高度≤90mm；采用三转子除气机去除熔体中的气体，除气机中的每个转子氩气工作流量为10-25L/min，转子设定≥400r/min；用陶瓷过滤板将熔体中残余的夹杂过滤掉，得到纯净的熔体；
(3)晶粒细化：在除气机与静置炉之间添加铝钛硼丝，添加量为1.0-1.8kg/T，得到细化后的熔体；
(4)热顶铸造：铸造开始后，在步骤(3)得到的细化后的熔体表面均匀撒上覆盖剂，保持熔体温度为700-740℃，铸造速度40-60mm/min，铸造冷却水流量2500-3300L/min，得到铸锭；
(5)均匀化处理：将步骤(4)得到的铸锭，先于540℃保温5h，再于575℃保温5h，进行均匀化处理，均匀化处理后进行冷却，冷却方式为风冷加水冷，冷却速率为150-300℃/h，得到定尺铸棒；
(6)挤压：采用电磁感应炉，10分钟快速加热步骤(5)得到的定尺铸棒，挤压模具温度为480-500℃，铸棒温度为490-510℃，挤压速度1.5-3m/min，型材模具出口温度为500-520℃，得到挤压状态的型材；
(7)在线淬火和时效处理：将步骤(6)得到的挤压状态的型材进行冷却，型材在淬火转移距离的冷却速率为115℃/min，进入淬火装置的温度为470℃，在淬火冷却装置中的冷却速率为348℃/min，空冷至60℃，然后于165±3℃，时效处理8h，即得到所述高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材。
采用本发明的制备方法，可以铸造出内部组织细密、成分偏析少，没有气泡、裂纹、夹渣等缺陷的铸锭；通过调控Mg2Si相和Mn、Cr化合物质点的尺寸与数量，可以保证型材出口温度；通过配合时效制度，可以提高型材的力学性能，提升型材的弯曲性能。
其中，步骤(1)中，一级废料，参照铝合金废料的分级标准；同种合金指一级废料与所要熔铸生产的铸棒为同种合金。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤(1)中所述覆盖剂含有如下重量百分比的成分：F 12％、C 28％、Na27％、K 15％、Ca 10％和B 8％。覆盖剂购自为河南艾文斯冶金材料有限公司，型号为550CF。
采用上述进一步的有益效果是：覆盖在熔体表面，使其与空气隔绝，以避免空气中的气体和杂质进入熔体。
进一步，步骤(2)中所述精炼剂为氟盐和氯盐精炼剂。kg/T·Al，表示每吨铝熔体中所添加精炼剂的量。1.5kg/T·Al，即每吨铝中精炼剂的量为1.5kg。
进一步，步骤(2)中所述精炼剂的用量为1.5kg/T·Al，精炼时间15min，精炼温度743℃，所述气泡高度为90mm；所述二次精炼时精炼剂的用量为1.5kg/T·Al，精炼时间20min，精炼温度745℃，气泡高度90mm；所述每个转子氩气工作流量为10L/min，转子设定400r/min；所述陶瓷过滤板的直径为40ppi。
进一步，步骤(2)中所述陶瓷过滤板的直径为40ppi。
采用上述进一步的有益效果是：去除熔体中的夹杂，达到熔体净化的效果。
进一步，步骤(4)中所述熔体温度为720℃，所述铸造速度为50mm/min，所述铸造冷却水流量为3000L/min。
采用上述进一步的有益效果是：上述参数为最佳参数，可以得到内部组织细密、成分偏析少，没有气泡、裂纹、夹渣等缺陷的铸锭。
进一步，步骤(5)中所述均匀化冷却速率为270℃/h。
采用上述进一步的有益效果是：一方面，有效地调控Mg2Si相的尺寸和数量，提高型材的力学性能；另一方面有效地调控了Mn、Cr化合物质点的尺寸与数量，在挤压过程中有效的抑制再结晶，细化再结晶晶粒。
进一步，步骤(6)中所述挤压模具温度为480℃，所述铸棒温度为490℃，所述挤压速度为3m/min，所述型材模具出口温度为520℃。
采用上述进一步的有益效果是：通过在挤压过程中对铝锭加热温度、模具温度及挤压速度的调节，保证型材出口温度，为挤压淬火提供保证条件，从而为后续的时效处理提供更高的驱动力。
进一步，步骤(7)所述时效处理的温度为163℃。
采用上述进一步的有益效果是：合理调控型材的强度和塑性，提高力学性能，满足弯曲性能的要求。
本发明的有益效果是：
1.本发明的铝型材，通过控制Mg/Si比和Mg、Si的含量，可以保证型材的力学性能；通过控制Mn、Cr元素的含量，可以提高型材的弯曲性能；通过控制Ti的含量，控制Fe的含量，可以保证型材具有良好的综合性能。
2.采用本发明的制备方法，可以铸造出内部组织细密、成分偏析少，没有气泡、裂纹、夹渣等缺陷的铸锭；通过调控Mg2Si相和Mn、Cr化合物质点的尺寸与数量，可以保证型材出口温度；通过配合时效制度，可以提高型材的力学性能，提升型材的弯曲性能。
3.本发明的铝型材，制备方法简单，市场前景广阔，适合规模化生产。
附图说明
图1为本发明方法与现有技术的在线淬火速率的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材，包括如下重量百分比的成分：Si0.58％、Fe 0.14％、Cu 0.015％、Mn 0.03％、Mg 0.66％、Cr 0.025％、Zn 0.06％、Ti0.04％，余量为Al。
上述高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，包括如下步骤：
(1)计算各金属原料用量并按配比准备金属原料，金属原料包括：一级废料、纯度99.70％以上的铝锭及中间合金，所述中间合金为铝硅合金、铝铬合金、铝锰合金、镁锭和铝钛合金，所述一级废料占所述金属原料的量不超过40％，且为同种合金；
投料时，熔炼炉的炉膛温度高于600℃，向熔炼炉中依次投入一级废料和铝锭，并加入铝硅合金、铝锰合金、铝铬合金，炉料熔化下塌时，在熔体表面用铁锹均匀撒入16kg普通覆盖剂，炉料熔化1/3时，用永磁搅拌器，搅拌时间20min；取成分分析试样前加入镁锭、铝钛合金，具体是先加铝钛合金，再加入镁锭，所述普通覆盖剂含有如下重量百分比的成分：F12％、C 28％、Na 27％、K 15％、Ca 10％和B 8％；
(2)熔体净化：熔炼炉中加入精炼剂，用量为1.8kg/T·Al，精炼时间18min，精炼温度720℃，并调整氩气压力，气泡高度95mm；在静置炉中加入精炼剂,进行二次精炼，用量为1.8kg/T·Al，精炼时间18min，精炼温度720℃，并调整氩气压力，气泡高度85mm；采用三转子除气机去除熔体中的气体，除气机中的每个转子氩气工作流量为15L/min，转子设定420r/min；用直径为40ppi的陶瓷过滤板将熔体中残余的夹杂过滤掉，得到纯净的熔体；
(3)晶粒细化：在除气机与静置炉之间添加铝钛硼丝，添加量为1.0kg/T，得到细化后的熔体；
(4)热顶铸造：铸造开始后，在步骤(3)得到的细化后的熔体表面均匀撒上覆盖剂，保持熔体温度为700℃，铸造速度40mm/min，铸造冷却水流量2500L/min，得到铸锭；
(5)均匀化处理：将步骤(4)得到的铸锭，先于540℃保温5h，再于575℃保温5h，进行均匀化处理，均匀化处理后进行冷却，冷却方式为风冷加水冷，冷却速率为150℃/h，得到定尺铸棒；
(6)挤压：采用电磁感应炉，10分钟快速加热步骤(5)得到的定尺铸棒，挤压模具温度为480℃，铸棒温度为490℃，挤压速度1.5m/min，型材模具出口温度为500℃，得到挤压状态的型材；
(7)在线淬火和时效处理：将步骤(6)得到的挤压状态的型材进行冷却，型材在淬火转移距离的冷却速率为115℃/min，进入淬火装置的温度为470℃，在淬火冷却装置中的冷却速率为348℃/min，空冷至60℃，然后于168℃，时效处理8h，即得到所述高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材。
实施例2
一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材，包括如下重量百分比的成分：Si0.61％、Fe 0.15％、Cu 0.02％、Mn 0.025％、Mg 0.73％、Cr 0.03％、Zn 0.05％、Ti0.04％，余量为Al。
上述高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，包括如下步骤：
(1)计算各金属原料用量并按配比准备金属原料，金属原料包括：一级废料、纯度99.70％以上的铝锭及中间合金，所述中间合金为铝硅合金、铝铬合金、铝锰合金、镁锭和铝钛合金，所述一级废料占所述金属原料的量不超过40％，且为同种合金；
投料时，熔炼炉的炉膛温度高于600℃，向熔炼炉中依次投入一级废料和铝锭，并加入铝硅合金、铝锰合金、铝铬合金，炉料熔化下塌时，在熔体表面用铁锹均匀撒入16kg普通覆盖剂，炉料熔化1/3时，用永磁搅拌器，搅拌时间20min；取成分分析试样前加入镁锭、铝钛合金，具体是先加铝钛合金，再加入镁锭，所述普通覆盖剂含有如下重量百分比的成分：F12％、C 28％、Na 27％、K 15％、Ca 10％和B 8％；
(2)熔体净化：熔炼炉中加入精炼剂，用量为1.5kg/T·Al，精炼时间15min，精炼温度743℃，并调整氩气压力，气泡高度90mm；在静置炉中加入精炼剂,进行二次精炼，用量为1.5kg/T·Al，精炼时间20min，精炼温度745℃，并调整氩气压力，气泡高度90mm；采用三转子除气机去除熔体中的气体，除气机中的每个转子氩气工作流量为10L/min，转子设定400r/min；用直径为40ppi的陶瓷过滤板将熔体中残余的夹杂过滤掉，得到纯净的熔体；
(3)晶粒细化：在除气机与静置炉之间添加铝钛硼丝，添加量为1.4kg/T，得到细化后的熔体；
(4)热顶铸造：铸造开始后，在步骤(3)得到的细化后的熔体表面均匀撒上覆盖剂，保持熔体温度为720℃，铸造速度50mm/min，铸造冷却水流量3000L/min，得到铸锭；
(5)均匀化处理：将步骤(4)得到的铸锭，先于540℃保温5h，再于575℃保温5h，进行均匀化处理，均匀化处理后进行冷却，冷却方式为风冷加水冷，冷却速率为270℃/h，得到定尺铸棒；
(6)挤压：采用电磁感应炉，10分钟快速加热步骤(5)得到的定尺铸棒，挤压模具温度为480℃，铸棒温度为490℃，挤压速度3m/min，型材模具出口温度为520℃，得到挤压状态的型材；
(7)在线淬火和时效处理：将步骤(6)得到的挤压状态的型材进行冷却，型材在淬火转移距离的冷却速率为115℃/min，进入淬火装置的温度为470℃，在淬火冷却装置中的冷却速率为348℃/min，空冷至60℃，然后于163℃，时效处理8h，即得到所述高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材。
实施例3
一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材，包括如下重量百分比的成分：Si0.58％、Fe 0.14％、Cu 0.015％、Mn 0.03％、Mg 0.66％、Cr 0.025％、Zn 0.06％、Ti0.04％，余量为Al。
上述高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，包括如下步骤：
(1)计算各金属原料用量并按配比准备金属原料，金属原料包括：一级废料、纯度99.70％以上的铝锭及中间合金，所述中间合金为铝硅合金、铝铬合金、铝锰合金、镁锭和铝钛合金，所述一级废料占所述金属原料的量不超过40％，且为同种合金；
投料时，熔炼炉的炉膛温度高于600℃，向熔炼炉中依次投入一级废料和铝锭，并加入铝硅合金、铝锰合金、铝铬合金，炉料熔化下塌时，在熔体表面用铁锹均匀撒入16kg普通覆盖剂，炉料熔化1/3时，用永磁搅拌器，搅拌时间20min；取成分分析试样前加入镁锭、铝钛合金，具体是先加铝钛合金，再加入镁锭，所述普通覆盖剂含有如下重量百分比的成分：F12％、C 28％、Na 27％、K 15％、Ca 10％和B 8％；
(2)熔体净化：熔炼炉中加入精炼剂，用量为2kg/T·Al，精炼时间20min，精炼温度750℃，并调整氩气压力，气泡高度100mm；在静置炉中加入精炼剂,进行二次精炼，用量为2kg/T·Al，精炼时间20min，精炼温度755℃，并调整氩气压力，气泡高度88mm；采用三转子除气机去除熔体中的气体，除气机中的每个转子氩气工作流量为25L/min，转子设定450r/min；用直径为40ppi的陶瓷过滤板将熔体中残余的夹杂过滤掉，得到纯净的熔体；
(3)晶粒细化：在除气机与静置炉之间添加铝钛硼丝，添加量为1.8kg/T，得到细化后的熔体；
(4)热顶铸造：铸造开始后，在步骤(3)得到的细化后的熔体表面均匀撒上覆盖剂，保持熔体温度为740℃，铸造速度60mm/min，铸造冷却水流量3300L/min，得到铸锭；
(5)均匀化处理：将步骤(4)得到的铸锭，先于540℃保温5h，再于575℃保温5h，进行均匀化处理，均匀化处理后进行冷却，冷却方式为风冷加水冷，冷却速率为300℃/h，得到定尺铸棒；
(6)挤压：采用电磁感应炉，10分钟快速加热步骤(5)得到的定尺铸棒，挤压模具温度为500℃，铸棒温度为510℃，挤压速度3m/min，型材模具出口温度为520℃，得到挤压状态的型材；
(7)在线淬火和时效处理：将步骤(6)得到的挤压状态的型材进行冷却，型材在淬火转移距离的冷却速率为115℃/min，进入淬火装置的温度为470℃，在淬火冷却装置中的冷却速率为348℃/min，空冷至60℃，然后于163℃，时效处理8h，即得到所述高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材。
对比试验
对比例1：其它条件与本发明相同，现有技术与本发明中的淬火冷却速率做对比，淬火冷却速率低于本发明范围，弯曲性能不合格。
(1)重量百分比的成分：Si 0.60、Fe 0.16％、Cu 0.03％、Mn 0.035％、Mg 0.76％、Cr 0.011％、Zn 0.06％、Ti 0.04％、其它元素0.14％，余量为Al；
(2)熔体净化：熔炼炉中加入普通精炼剂，用量为1.5kg/T·Al，精炼时间15min，精炼温度743℃，并调整氩气压力，气泡高度90mm；在静止炉进行二次精炼，在静置炉中加入普通精炼剂，用量为1.5kg/T·Al，精炼时间20min，精炼温度745℃，并调整氩气压力，气泡高度90mm；采用陶瓷过滤板将熔体中残余的夹杂过滤掉，得到纯净的熔体；
(3)晶粒细化：在除气机与静止炉之间添加铝钛硼丝，添加量为1.0-1.8kg/T，除气机每个转子氩气工作流量为10L/min，转子设定400r/min，用40ppi陶瓷过滤板将纯净熔体中残余的夹杂过滤掉；
(4)热顶铸造：铸造开始后在流槽熔体表面均匀撒上普通覆盖剂，流盘内熔体温度为720℃，铸造速度50mm/min，铸造冷却水流量2800L/min，得到铸锭；
(5)均匀化处理：将步骤(4)得到的铸锭，于540℃保温5h，575℃保温5h，进行均匀化处理，冷却方式为风冷加水冷，冷却速率为250℃/h；
(6)挤压：采用电磁感应炉快速加热定尺铸棒，挤压模具温度为480℃，铸棒温度为500℃，挤压速度2.5m/min，型材模具出口温度为520℃；
(7)在线淬火：型材在淬火转移距离的冷却速率为115℃/min，进入淬火装置的温度为470℃，在淬火冷却装置中的冷却速率为240℃/min，空冷至60℃；
(8)时效处理：时效制度：165℃×8h。
对比例2：其它条件与本发明相同，现有技术与本发明中的淬火冷却速率做对比，淬火冷却速率低于本发明范围，弯曲性能不合格。
(1)称取如下重量百分比的成分：Si 0.62％、Fe 0.14％、Cu 0.02％、Mn 0.030％、Mg 0.73％、Cr 0.015％、Zn 0.04％、Ti 0.04％、其它元素0.14％，余量为Al；
(2)熔体净化：熔炼炉中加入普通精炼剂，用量为1.5kg/T·Al，精炼时间15min，精炼温度743℃，并调整氩气压力，气泡高度90mm；在静止炉进行二次精炼，在静置炉中加入普通精炼剂,用量为1.5kg/T·Al，精炼时间20min，精炼温度745℃，并调整氩气压力，气泡高度90mm；采用陶瓷过滤板将熔体中残余的夹杂过滤掉，得到纯净的熔体；
(3)晶粒细化：在除气机与静止炉之间添加铝钛硼丝，添加量为1.5kg/T，除气机每个转子氩气工作流量为10L/min，转子设定400r/min，用40ppi陶瓷过滤板将纯净熔体中残余的夹杂过滤掉；
(4)热顶铸造：铸造开始后在流槽熔体表面均匀撒上普通覆盖剂，流盘内熔体温度为722℃，铸造速度52mm/min，铸造冷却水流量3000L/min，得到铸锭；
(5)均匀化处理：将步骤(4)得到的铸锭，于540℃保温5h，575℃保温5h，进行均匀化处理，冷却方式为风冷加水冷，冷却速率为253℃/h；
(6)挤压：采用电磁感应炉快速加热定尺铸棒，挤压模具温度为480℃，铸棒温度为503℃，挤压速度2.4m/min，型材模具出口温度为520℃；
(7)在线淬火：型材在淬火转移距离的冷却速率为115℃/min，进入淬火装置的温度为470℃，在淬火冷却装置中的冷却速率为280℃/min，空冷至60℃；
(8)时效处理：时效制度：165℃×8h。
对比例3：其它条件与本发明相同，现有技术与本发明中的时效温度做对比，时效温度不在本发明范围内，弯曲性能不合格。
(1)称取如下重量百分比的成分：Si 0.63％、Fe 0.15％、Cu 0.02％、Mn 0.032％、Mg 0.76％、Cr 0.015％、Zn 0.05％、Ti 0.04％、其它元素0.14％，余量为Al；
(2)熔体净化：熔炼炉中加入普通精炼剂，用量为1.5kg/T·Al，精炼时间15min，精炼温度742℃，并调整氩气压力，气泡高度90mm；在静止炉进行二次精炼，在静置炉中加入普通精炼剂,用量为1.5kg/T·Al，精炼时间20min，精炼温度745℃，并调整氩气压力，气泡高度90mm；采用陶瓷过滤板将熔体中残余的夹杂过滤掉，得到纯净的熔体；
(3)晶粒细化：在除气机与静止炉之间添加铝钛硼丝，添加量为1.5kg/T，除气机每个转子氩气工作流量为10L/min，转子设定400r/min，用40ppi陶瓷过滤板将纯净熔体中残余的夹杂过滤掉；
(4)热顶铸造：铸造开始后在流槽熔体表面均匀撒上普通覆盖剂，流盘内熔体温度为724℃，铸造速度52mm/min，铸造冷却水流量3000L/min，得到铸锭；
(5)均匀化处理：将步骤(4)得到的铸锭，于540℃保温5h，575℃保温5h，进行均匀化处理，冷却方式为风冷加水冷，冷却速率为243℃/h；
(6)挤压：采用电磁感应炉快速加热定尺铸棒，挤压模具温度为480℃，铸棒温度为503℃，挤压速度2.4m/min，型材模具出口温度为520℃；
(7)在线淬火：型材在淬火转移距离的冷却速率为115℃/min，进入淬火装置的温度为470℃，在淬火冷却装置中的冷却速率为280℃/min，空冷至60℃；
(8)时效处理：时效制度：170℃×8h。
表1现有技术与本发明方法的型材的性能比较
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)计算各金属原料用量并按配比准备金属原料，金属原料包括：一级废料、纯度99.70％以上的铝锭及中间合金，所述中间合金为铝硅合金、铝铬合金、铝锰合金、镁锭和铝钛合金，所述一级废料占所述金属原料的量不超过40％，且为同种合金；
投料时，熔炼炉的炉膛温度高于600℃，向熔炼炉中依次投入一级废料和铝锭，并加入铝硅合金、铝锰合金、铝铬合金，炉料熔化下塌时，在熔体表面用铁锹均匀撒入16kg覆盖剂，炉料熔化1/3时，用永磁搅拌器，搅拌时间20min；取成分分析试样前加入镁锭、铝钛合金，具体是先加铝钛合金，再加入镁锭；
(2)熔体净化：熔炼炉中加入精炼剂，用量为1.5-2kg/T·Al，精炼时间15-20min，精炼温度720-750℃，并调整氩气压力，气泡高度90-100mm；在静置炉中加入精炼剂,进行二次精炼，用量为1.5-2kg/T·Al，精炼时间15-20min，精炼温度720-755℃，并调整氩气压力，气泡高度≤90mm；采用三转子除气机去除熔体中的气体，除气机中的每个转子氩气工作流量为10-25L/min，转子设定≥400r/min；用陶瓷过滤板将熔体中残余的夹杂过滤掉，得到纯净的熔体；
(3)晶粒细化：在除气机与静置炉之间添加铝钛硼丝，添加量为1.0-1.8kg/T，得到细化后的熔体；
(4)热顶铸造：铸造开始后，在步骤(3)得到的细化后的熔体表面均匀撒上覆盖剂，保持熔体温度为700-740℃，铸造速度40-60mm/min，铸造冷却水流量2500-3300L/min，得到铸锭；
(5)均匀化处理：将步骤(4)得到的铸锭，先于540℃保温5h，再于575℃保温5h，进行均匀化处理，均匀化处理后进行冷却，冷却方式为风冷加水冷，冷却速率为150-300℃/h，得到定尺铸棒；
(6)挤压：采用电磁感应炉，10分钟快速加热步骤(5)得到的定尺铸棒，挤压模具温度为480-500℃，铸棒温度为490-510℃，挤压速度1.5-3m/min，型材模具出口温度为500-520℃，得到挤压状态的型材；
(7)在线淬火和时效处理：将步骤(6)得到的挤压状态的型材进行冷却，型材在淬火转移距离的冷却速率为115℃/min，进入淬火装置的温度为470℃，在淬火冷却装置中的冷却速率为348℃/min，空冷至60℃，然后于165±3℃，时效处理8h，即得到所述高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材。
2.根据权利要求1所述的一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述普通覆盖剂均含有如下重量百分比的成分：F 12％、C 28％、Na 27％、K 15％、Ca 10％和B 8％。
3.根据权利要求1所述的一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述精炼剂为氟盐和氯盐精炼剂。
4.根据权利要求1所述的一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述精炼剂的用量为1.5kg/T·Al，精炼时间15min，精炼温度743℃，所述气泡高度为90mm；所述二次精炼时精炼剂的用量为1.5kg/T·Al，精炼时间20min，精炼温度745℃，气泡高度90mm；所述每个转子氩气工作流量为10L/min，转子设定400r/min；所述陶瓷过滤板的直径为40ppi。
5.根据权利要求1所述的一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述熔体温度为720℃，所述铸造速度为50mm/min，所述铸造冷却水流量为3000L/min。
6.根据权利要求1所述的一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述均匀化冷却速率为270℃/h。
7.根据权利要求1所述的一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述挤压模具温度为480℃，所述铸棒温度为490℃，所述挤压速度为3m/min，所述型材模具出口温度为520℃。
8.根据权利要求1所述的一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法，其特征在于，步骤(7)所述时效处理的温度为163℃。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009046743A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Nippon Light Metal Co Ltd | 電池ケース用アルミニウム合金板および該合金板製電池ケース |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009046743A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Nippon Light Metal Co Ltd | 電池ケース用アルミニウム合金板および該合金板製電池ケース |
| CN102505087A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-06-20 | 辽宁忠旺集团有限公司 | 轨道交通车体地板用铝合金型材的制造方法 |
| CN102634705A (zh) * | 2012-03-02 | 2012-08-15 | 佛山市高明永利坚铝业有限公司 | 一种能降低淬火敏感性的中高强度铝合金及生产工艺和型材加工方法 |
| CN102690978A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-09-26 | 辽宁忠旺集团有限公司 | 抑制大断面、大宽高比铝合金型材粗晶形成的方法 |
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
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Denomination of invention: A preparation method of aluminum profile for rail vehicle body with high bending performance Effective date of registration: 20211111 Granted publication date: 20180119 Pledgee: Longkou Conglin Machinery Manufacturing Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG NOLLVETEC LIGHTWEIGHT EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2021980012229 |
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Date of cancellation: 20211228 Granted publication date: 20180119 Pledgee: Longkou Conglin Machinery Manufacturing Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG NOLLVETEC LIGHTWEIGHT EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2021980012229 |