CN106917019A - 7系铝合金的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于7系铝合金材料领域，特别涉及7系铝合金的制造方法。现有7系的制造工艺采用离线淬火工艺,耗时,耗能并且容易出现废品。为了解决以上问题，本发明提供了一种7系铝合金型材的制造方法，包括熔铸工艺、挤压工艺、时效工艺，熔铸工艺主要是把成分控制在一定范围内,并减少杂质,气孔对后续加工的不良影响,挤压工艺通过在线淬火达到离线淬火力学性能,时效工艺通过二级时效保证了材料的力学性能。本发明提供的制造方法使7系铝合金达到,抗拉强度：≥380MPa,屈服强度：≥350MPa,断后伸长率：≥12%。

Description

7系铝合金的制造方法
技术领域
本发明属于新型7系铝合金材料领域，特别涉及7系铝合金的制造方法。
背景技术
7系铝合金在Al-Zn-Mg 系中属于一种典型的中强度合金，该合金具有良好的塑性加工性能，人工时效后具有适中的强度，目前随着科技的不断发展，7系铝合金应用已由之前的交通领域专向电子行业，其最为明显的是在PC产品上的应用不断加以推广，现阶段7系铝合金在PC领域主要用于板材加工, 由于一般7系合金挤压加工后在线淬火无法达到理想的固溶处理效果, 需要采用离线淬火才能获得较高的强度及其力学性能。为了满足市场对其性能及其他各方面的要求，现研究一种新型的7系合金加入一定的含量的金属锌，通过在线淬火达到离线淬火力学性能。
发明内容
所要解决的技术问题：
采用本成分合金可以不采用离线淬火，只要采用在线淬火就可以达到7系合金的要求，而且CNC加工后可以用做IT产品的外观件
技术方案：
为了解决以上问题，本发明提供了一种7系铝合金的制造方法，包括熔铸工艺、挤压工艺、时效工艺，所述熔铸工艺包括以下步骤：a.将质量百分比Si 为≤ 0.08%，Fe 为≤0.10%，Cu 为≤ 0.01%，Mn 为≤ 0.01%，Mg 为1.1% ～ 1.15%，Zn 为5.60%～ 5.80%，Cr 为0.06%～ 0.10%,Ti 为0.015%～ 0.025%，Zr为0.015%～ 0.025%，单个杂质≤ 0.01%，合计杂质≤ 0.1%，其余为Al的原材料投入熔炼炉进行熔炼,在熔炼过程中把温度控制在710-730℃；b.待铝液全部全部融化后,扒开铝液的浮渣,进行取样并化验,根据化验结果和a步骤中原材料的各种成分的质量百分比的比例进行对比,补加硅镁,调整和金成分；c.将铝液温度控制在710-750℃,进行精炼打渣,用无水氮气通过精炼制罐把打渣剂吹入铝液中,使铝渣分离,同时使渣变得松散,以利扒净,此时温度控制在730℃以下;d.待上述所有工作全部完成后再进行炉后取样并化验,根据化验结果与a步骤中原材料的各种成分的质量百分比的比例对比,合格就进行下一部工序,不合格再补加合金;e.炉后化验合格后,炉内铝水静置20-30分钟,把铝水温度控制在730-740℃进行放水浇铸铝棒;f.将上步骤的铝棒进行过滤、冷却和均质。
所述过滤步骤中过滤方式为二级过滤,第一级为35-45目陶瓷板过滤,第二级为管式过滤。
所述冷却步骤中冷却速度为100-110mm/min。
所述的均质步骤中均质温度为565-575℃。
所述的铝棒要达到最大杂质≤ 25um,偏析层≤ 3.0um,铝棒直径小于305mm,晶粒度≤ 90um，铝棒直径大于305mm，晶粒度≤ 150um。
所述的挤压工艺包括如下步骤：a.在挤压前首先对铝棒,模具,挤压筒进行温度测量,铝棒加热温度：435-445℃, 模具加热温度：445-455℃, 挤压筒温度：420-440℃,三项温度全部达到要求后开始挤压；b.挤压时把出料口的控制在480-500℃；c.每生产20-30条棒时用清空垫清空挤压筒,保持挤压筒的清洁d.出料口淬火采用喷水,在出冷却水箱时温度降到80℃以下;e.拉升量在0.5-0.8%。
所述时效工艺包括以下步骤：a.把挤压好的材料先放置6-12小时后装入时效炉进行二级时效,第一级时效温度控制在105-115℃,保温时间为六小时,第二级时效温度控制在145-155℃,保温时间为六小时;b.出炉后用强风冷,使材料在一小时内降到常温。
有益效果：
由于一般7系合金挤压加工后在线淬火无法达到理想的固溶处理效果, 需要采用离线淬火才能获得较高的强度及其力学性能。满足了市场对其性能及其他各方面的要求，通过在线淬火达到离线淬火力学性能。本发明提供的制造方法使7系铝合金达到, 抗拉强度：≥380MPa,屈服强度：≥350MPa, 断后伸长率：≥12%。
具体实施方式
下面通过实施例来多本发明进行详细说明。
实施例1
熔铸工艺：将质量百分比Si 为0.07%，Fe 为0.1%，Cu 为0.008%，Mn 为0.009%，Mg 为1.12% ，Zn为5.6%，Cr为0.06%，Ti为0.025%, Zr为0.02%,单个杂质为0.01%，合计杂质为0.1%，其余为Al的原材料投入熔炼炉进行熔炼,在熔炼过程中把温度控制在710℃,c步骤中，将铝液温度控制在720℃,进行精炼打渣，用无水氮气通过精炼制罐把打渣剂吹入铝液中,使铝渣分离,同时使渣变得松散,以利扒净,此时温度控制在725℃，在e步骤中，炉后化验合格后,炉内铝水静置30分钟,把铝水温度控制在730℃进行放水浇铸铝棒，静置的作用为将精炼扒渣时带入的空气,氮气析出来,以免在在熔铸时产生气孔，气泡。过滤步骤中过滤方式为二级过滤,第一级为35目陶瓷板过滤,第二级为管式过滤。冷却步骤中冷却速度为110mm/min。均质步骤中均质温度为570℃。
挤压工艺：a.在挤压前首先对铝棒,模具,挤压筒进行温度测量,铝棒加热温度：435℃, 模具加热温度：450℃, 挤压筒温度：420℃,三项温度全部达到要求后开始挤压；b.挤压时把出料口的控制在500℃；c.每生产20条棒时用清空垫清空挤压筒,保持挤压筒的清洁d.出料口淬火采用喷水,在一分钟内把料温降到80℃以下;e.拉升量在0.5%，主要是为了消除内应力和保证尺寸。
时效工艺包括：a. 把挤压好的材料先放置6-12小时后装入时效炉进行二级时效,第一级时效温度控制在110℃,保温时间为六小时,第二级时效温度控制在150℃保温六小时;b.出炉后用强风冷,使材料在一小时内降到常温。
实施例1制造的7系铝合金机械性能为：抗拉强度：395MPa,屈服强度：360MPa, 断后伸长率：13.6%。
实施例2
熔铸工艺：将质量百分比Si 为0.072%，Fe 为0.09%，Cu 为0.01%，Mn 为0.008%，Mg 为1.1% ，Zn为5.8%，Cr为0.075%，Ti为0.015%, Zr为0.025%,单个杂质为0.009%，合计杂质为0.06%，其余为Al的原材料投入熔炼炉进行熔炼,在熔炼过程中把温度控制在730℃,c步骤中，将铝液温度控制在710℃,进行精炼打渣，用无水氮气通过精炼制罐把打渣剂吹入铝液中,使铝渣分离,同时使渣变得松散,以利扒净,此时温度控制在730℃，在e步骤中，炉后化验合格后,炉内铝水静置25分钟,把铝水温度控制在730℃进行放水浇铸铝棒，静置的作用为将精炼扒渣时带入的空气,氮气析出来,以免在在熔铸时产生气孔，气泡。过滤步骤中过滤方式为二级过滤,第一级为35目陶瓷板过滤,第二级为管式过滤。冷却步骤中冷却速度为110mm/min。均质步骤中均质温度为565℃。
挤压工艺：a.在挤压前首先对铝棒,模具,挤压筒进行温度测量,铝棒加热温度：445℃, 模具加热温度：445℃, 挤压筒温度：423℃,三项温度全部达到要求后开始挤压；b.挤压时把出料口的控制在480℃；c.每生产20条棒时用清空垫清空挤压筒,保持挤压筒的清洁d.出料口淬火采用喷水,在一分钟内把料温降到80℃以下;e.拉升量在0.6%，主要是为了消除内应力和保证尺寸。
时效工艺包括：a. 把挤压好的材料先放置6-12小时后装入时效炉进行二级时效,第一级时效温度控制在112℃,保温时间为六小时,第二级时效温度控制在150℃保温六小时;b.出炉后用强风冷,使材料在一小时内降到常温。
实施例2制造的6036铝合金机械性能为：抗拉强度：392MPa,屈服强度：365MPa, 断后伸长率：13.8%。
实施例3
熔铸工艺：将质量百分比Si 为0.08%，Fe 为0.088%，Cu 为0.008%，Mn 为0.01%，Mg 为1.15% ，Zn为5.67%，Cr为0.1%，Ti为0.021%, ZrTi为0.015%,单个杂质为0.008%，合计杂质为0.06%，其余为Al的原材料投入熔炼炉进行熔炼,在熔炼过程中把温度控制在720℃,c步骤中，将铝液温度控制在750℃,进行精炼打渣，用无水氮气通过精炼制罐把打渣剂吹入铝液中,使铝渣分离,同时使渣变得松散,以利扒净,此时温度控制在720℃，在e步骤中，炉后化验合格后,炉内铝水静置20分钟,把铝水温度控制在730℃进行放水浇铸铝棒，静置的作用为将精炼扒渣时带入的空气,氮气析出来,以免在在熔铸时产生气孔，气泡。过滤步骤中过滤方式为二级过滤,第一级为45目陶瓷板过滤,第二级为管式过滤。冷却步骤中冷却速度为105mm/min。均质步骤中均质温度为575℃。
挤压工艺：a.在挤压前首先对铝棒,模具,挤压筒进行温度测量,铝棒加热温度：438℃, 模具加热温度：455℃, 挤压筒温度：440℃,三项温度全部达到要求后开始挤压；b.挤压时把出料口的控制在492℃；c.每生产30条棒时用清空垫清空挤压筒,保持挤压筒的清洁d.出料口淬火采用喷水,在一分钟内把料温降到80℃以下;e.拉升量在0.8%，主要是为了消除内应力和保证尺寸。
时效工艺包括：a. 把挤压好的材料先放置6-12小时后装入时效炉进行二级时效,第一级时效温度控制在109℃,保温时间为六小时,第二级时效温度控制在151℃保温六小时;b.出炉后用强风冷,使材料在一小时内降到常温。
实施例3制造的6036铝合金机械性能为：抗拉强度：392MPa,屈服强度：357MPa, 断后伸长率：13.9%。
在三个实施例中熔铸工艺主要是把成分控制一定范围内,并减少杂质,气孔对后续加工及材料性能带来的不良影响，挤压工艺通过在线淬火达到离线淬火力学性能,时效工艺通过二级时效保证了材料的力学性能。本发明提供的制造方法使7系铝合金达到, 抗拉强度：≥380MPa,屈服强度：≥350MPa, 断后伸长率：≥12%。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (7)

1.一种新型7系铝合金的制造方法，包括熔铸工艺、挤压工艺、时效工艺，其特征在于：所述熔铸工艺包括以下步骤：a.将质量百分比Si 为≤ 0.08%，Fe 为≤ 0.10%，Cu 为≤0.01%，Mn 为≤ 0.01%，Mg 为1.1% ～ 1.15%，Zn 为5.60%～ 5.80%，Cr 为0.06%～ 0.10%,Ti 为0.015%～ 0.025%，Zr为0.015%～ 0.025%，单个杂质≤ 0.01%，合计杂质≤ 0.1%，其余为Al的原材料投入熔炼炉进行熔炼,在熔炼过程中把温度控制在710-730℃；b.待铝液全部全部融化后,扒开铝液的浮渣,进行取样并化验,根据化验结果和a步骤中原材料的各种成分的质量百分比的比例进行对比,补加镁锌,调整和金成分；c.将铝液温度控制在710-750℃,进行精炼打渣,用无水氮气通过精炼制罐把打渣剂吹入铝液中,使铝渣分离,同时使渣变得松散,以利扒净,此时温度控制在730℃以下;d.待上述所有工作全部完成后再进行炉后取样并化验,根据化验结果与a步骤中原材料的各种成分的质量百分比的比例对比,合格就进行下一部工序,不合格再补加合金;e.炉后化验合格后,炉内铝水静置20-30分钟,把铝水温度控制在730-740℃进行放水浇铸铝棒;f.将上步骤的铝棒进行过滤、冷却和均质。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述过滤步骤中过滤方式为二级过滤,第一级为35-45目陶瓷板过滤,第二级为管式过滤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述冷却步骤中冷却速度为100-110mm/min。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的均质步骤中均质温度为565-575℃。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的铝棒要达到最大杂质≤ 25um,偏析层≤ 3.0um,铝棒直径小于305mm,晶粒度≤ 90um，铝棒直径大于305mm，晶粒度≤ 150um。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的挤压工艺包括如下步骤：a.在挤压前首先对铝棒,模具,挤压筒进行温度测量,铝棒加热温度：435-445℃, 模具加热温度：445-455℃, 挤压筒温度：420-440℃,三项温度全部达到要求后开始挤压；b.挤压时把出料口的控制在480-500℃；c.每生产20-30条棒时用清空垫清空挤压筒,保持挤压筒的清洁d.出料口淬火采用喷水,在出冷却水箱时温度降到80℃以下;e.拉升量在0.5-0.8%。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述时效工艺包括以下步骤：a.把挤压好的材料先放置6-12小时后装入时效炉进行二级时效,第一级时效温度控制在105-115℃,保温时间为六小时,第二级时效温度控制在145-155℃,保温时间为六小时;b.出炉后用强风冷,使材料在一小时内降到常温。
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