CN107236914A - 一种2、7系小断面型材整形制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属材料制造技术领域，涉及一种2、7系小断面型材整形制备工艺，该整形制备工艺在型材挤压完成，型材热处理前对型材施加长度方向的载荷，使型材长度方向的变形量为1.5～2.5％，载荷保持15～30S后卸载，也就是对挤压后的型材先进行拉伸处理，给型材预先加载预变形，在热处理完成后，型材长度方向回缩的同时减少了型材弯曲和扭拧变形的出现，该小断面型材整形工艺方便操作，型材成品率由原来的20％提高到现在的80～90％。

Description

一种2、7系小断面型材整形制备工艺
技术领域
本发明属于金属材料制造技术领域，涉及一种2、7系小断面型材整形制备工艺。
背景技术
2、7系铝合金在使用时需要较高的性能，高性能需要将铝合金型材进行热处理，也就是将铝合金型材加热至较高温度再快速冷却获得的，而快速冷却就给铝合金型材带来了较大的内应力，使得热处理后的2、7系铝合金型材会发生严重变形，尤其是型材壁厚不均，并且小截面的型材变形更严重。
目前2、7系铝合金小断面角型材，在挤压及热处理完成后容易发生弯曲和扭拧变形，现有的矫正技术只能对铝合金型材的弯曲变形进行整形，扭拧只能作废料处理。弯曲和扭拧的2、7系铝合金小断面角型材矫形困难的主要原因为：(1)2、7系铝合金热处理后力学性能高，材质较硬，矫形需要很大的力和工人劳动量；(2)2、7系铝合金热处理后，屈服强度比较高，铝合金型材抵抗变形能力差，表现为不易变形，这种情况下矫形力过大，容易对铝合金型材造成永久变形而成为废品。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决2、7系铝合金小断面角型材热处理后发生的弯曲和扭拧变形不容易被矫正的问题，提供一种2、7系小断面型材整形制备工艺。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：包括以下步骤：
A、配料装炉：根据铝合金本身的工艺性能和铝合金加工制品加工条件要求，确定铝合金配料各成分的标准添加量，将铝合金各成分加入到熔炼炉内；
B、熔铸：利用电加热器加热熔炼炉，熔炼炉的熔炼温度为710～750℃，将铝合金配料熔铸，其熔铸具体过程为熔融、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造，铝合金配料混合物经铸造后形成铸棒；
C、挤压：将熔铸后的铝合金铸棒经预热后送入到铝合金挤压机中，调整好挤压机的中心位置和挤压力，使熔铸物料顺利通过挤压机后导入V型模具中，在V型模具内单向挤压成型，得到铝合金V型材，其中挤压过程包括铝合金挤压后离线淬火和拉伸矫直过程；
D、预变形：将步骤C挤压完成后的铝合金V型材施加长度方向的载荷，使得型材在长度方向的变形量为1.5～2.5％，载荷保持15～30S后卸载；
E、时效热处理：将预变形后的铝合金V型材进行离线淬火，淬火后进行微整形处理，然后进行三级时效，得到铝合金V型材半成品；
F、表面处理：对步骤E制得的铝合金V型材半成品进行表面处理；
G、成品检测：对表面处理后的铝合金V型材进行探伤检测。
进一步，步骤A中的铝合金配料先进行预热，预热温度为50～150℃，预热时间为10～20min。
进一步，步骤B中铝合金配料熔铸过程中铝合金配料边熔融边去除熔体中的杂渣和气体。
进一步，步骤C中的挤压机挤压前要先对V型模具、挤压筒、铝合金铸棒进行预热处理。
进一步，步骤D通过拉伸机对铝合金V型材施加预变形。
进一步，步骤E中三级时效热处理为：
一级：时效温度为150～220℃，时效时间为2～7h，然后将一级时效后的铝合金型材水冷或者空冷至室温；
二级：时效温度为260～350℃，时效时间为1～2h，然后将二级时效后的铝合金型材水冷或者空冷至室温；
三级：时效温度为150～180℃，时效时间为1～1.5h，然后将三级时效后的铝合金型材水冷或者空冷至室温。
进一步，步骤E中时效热处理后的铝合金V型材采用水冷、雾化冷却或者风冷的冷却方式冷却，冷却速度为50～100℃/min。
进一步，步骤F中铝合金V型材半成品表面处理过程包括型材表面的抛光处理、酸碱洗、上色处理、水洗、镀膜处理以及热定型处理工艺。
进一步，步骤G中探伤检测的标准为A级探伤，探伤合格的为合格成品，探伤不合格的为废品。
本发明的有益效果在于：
1、本发明2、7系小断面型材在型材的时效热处理前对型材纵向施加预变形，使得型材在后续热处理时能够不断释放内应力，也能抵抗型材扭拧变形的能力；减小型材淬火变形，增加型材成材率。
2、本发明2、7系小断面型材经过该处理工艺处理后，型材的成品率得到了提高，通过现场实践验证，型材成品率由原来的20％提高到现在的80～90％；采用本发明处理工艺前，部分弯曲严重(与平台间隙＞20mm)的型材直接按废品处理，部分弯曲较轻(与平台间隙7～10mm)的型材可以进行矫直处理，但矫直工序繁琐，增加劳动量，采用本发明处理工艺后，型材弯曲量较小(与平台间隙≤5mm)，减少了型材整形工序和劳动量，提高了成材率。
3、本发明处理工艺中对型材增加预变形不当会使得型材性能下降，经过多次试验验证，采用本发明处理工艺的型材性能没有受到影响。
4、本发明2、7系小断面型材处理工艺，解决了2、7系铝合金小端面角型材热处理后产生弯曲和扭拧变形，后续不易整形处理的难题，有效减少了后续型材整形的工作量，同时提高了型材的成品率，降低废品率，降低了2、7系小断面型材生产成本。本整形技术可根据型材的牌号和型材壁厚自行设计预变形量和保持时间，提高了生产效率。
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：
一种2、7系小断面型材整形制备工艺，具体步骤如下：
A、配料装炉：根据铝合金本身的工艺性能和铝合金加工制品加工条件要求，确定铝合金配料各成分的标准添加量，将铝合金各成分预热后加入到熔炼炉内，其中预热温度为150℃，预热时间为20min；
B、熔铸：利用电加热器加热熔炼炉，熔炼炉的熔炼温度为750℃，将铝合金配料熔铸，其熔铸具体过程为熔融、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造，铝合金配料混合物经铸造后形成铸棒；
C、挤压：挤压机挤压前先对V型模具、挤压筒、铝合金铸棒进行预热处理，然后将熔铸后的铝合金铸棒经预热后送入到铝合金挤压机中，调整好挤出机的中心位置和挤压力，使得熔铸物料顺利通过挤出机后导入V型模具中，在V型模具内单向挤压成型，得到铝合金V型材，其中挤压过程包括铝合金挤压后离线淬火和拉伸矫直过程；
D、预变形：将步骤C挤压完成后的铝合金V型材通过拉伸机施加长度方向的预变形，使得型材在长度方向的变形量为1.5％，载荷保持15S后卸载；
E、时效热处理：将预变形后的铝合金V型材进行离线淬火，淬火后进行微整形处理，然后进行三级时效，得到铝合金V型材半成品，其中三级时效热处理为：
一级：时效温度为150℃，时效时间为7h，然后将一级时效后的铝合金型材水冷或者空冷至室温；
二级：时效温度为350℃，时效时间为2h，然后将二级时效后的铝合金型材水冷或者空冷至室温；
三级：时效温度为180℃，时效时间为1.5h，然后将三级时效后的铝合金型材水冷或者空冷至室温；冷却装置采用水冷的冷却装置，冷却速度为50℃/min；
F、表面处理：对步骤E制得的铝合金V型材半成品进行表面处理，铝合金V型材半成品表面处理过程包括型材表面的抛光处理、酸碱洗、上色处理、水洗、镀膜处理以及热定型；
G、成品检测：利用超声波对表面处理后的铝合金V型材进行探伤检测，探伤检测的标准为A级探伤，探伤合格的为合格成品，探伤不合格的为废品。
实施例2：
实施例2与实施例1的区别在于步骤D型材在长度方向的变形量为2％，载荷保持时间为20S。
实施例3：
实施例3与实施例1的区别在于步骤D型材在长度方向的变形量为2.5％，载荷保持时间为30S。
对比例：
对比例与实施例1的区别在于对比例缺少步骤D(预变形)的生产过程，直接将步骤C挤压完成后的铝合金V型材直接进行时效热处理。
实施例1的型材成品率为80％，实施例2的型材成品率为90％，实施例3的型材成品率为85％，对比例的型材成品率为20％。
指标测评：
对实施例1～3和对比例得到的小断面铝合金型材进行指标测评，测评结果如表1：
表1：
由此可见，本发明的处理工艺非常优秀，对热处理前的铝合金型材施加欲变形，铝合金型材热处理结束后，型材长度方向回缩，型材内部的内应力不断释放的同时将型材的扭拧变形抵抗，大大提高了型材的成材率。
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 (9)

1.一种2、7系小断面型材整形制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、配料装炉：根据铝合金本身的工艺性能和铝合金加工制品加工条件要求，确定铝合金配料各成分的标准添加量，将铝合金各成分加入到熔炼炉内；
B、熔铸：利用电加热器加热熔炼炉，熔炼炉的熔炼温度为710～750℃，将铝合金配料熔铸，其熔铸具体过程为熔融、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造，铝合金配料混合物经铸造后形成铸棒；
C、挤压：将熔铸后的铝合金铸棒经预热后送入到铝合金挤压机中，调整好挤压机的中心位置和挤压力，使熔铸物料顺利通过挤压机后导入V型模具中，在V型模具内单向挤压成型，得到铝合金V型材，其中挤压过程包括铝合金挤压后离线淬火和拉伸矫直过程；
D、预变形：将步骤C挤压完成后的铝合金V型材施加长度方向的载荷，使得型材在长度方向的变形量为1.5～2.5％，载荷保持15～30S后卸载；
E、时效热处理：将预变形后的铝合金V型材进行离线淬火，淬火后进行微整形处理，然后进行三级时效，得到铝合金V型材半成品；
F、表面处理：对步骤E制得的铝合金V型材半成品进行表面处理；
G、成品检测：对表面处理后的铝合金V型材进行探伤检测。
2.如权利要求1所述的2、7系小断面型材整形制备工艺，其特征在于，步骤A中的铝合金配料先进行预热，预热温度为50～150℃，预热时间为10～20min。
3.如权利要求2所述的2、7系小断面型材整形制备工艺，其特征在于，步骤B中铝合金配料熔铸过程中铝合金配料边熔融边去除熔体中的杂渣和气体。
4.如权利要求3所述的2、7系小断面型材整形制备工艺，其特征在于，步骤C中的挤压机挤压前要先对V型模具、挤压筒、铝合金铸棒进行预热处理。
5.如权利要求4所述的2、7系小断面型材整形制备工艺，其特征在于，步骤D通过拉伸机对铝合金V型材施加预变形。
6.如权利要求5所述的2、7系小断面型材整形制备工艺，其特征在于，步骤E中三级时效热处理为：
一级：时效温度为150～220℃，时效时间为2～7h，然后将一级时效后的铝合金型材水冷或者空冷至室温；
二级：时效温度为260-350℃，时效时间为1～2h，然后将二级时效后的铝合金型材水冷或者空冷至室温；
三级：时效温度为150～180℃，时效时间为1～1.5h，然后将三级时效后的铝合金型材水冷或者空冷至室温。
7.如权利要求6所述的2、7系小断面型材整形制备工艺，其特征在于，步骤E中时效热处理后的铝合金V型材采用水冷、雾化冷却或者风冷的冷却方式冷却，冷却速度为50～100℃/min。
8.如权利要求7所述的2、7系小断面型材整形制备工艺，其特征在于，步骤F中铝合金V型材半成品表面处理过程包括型材表面的抛光处理、酸碱洗、上色处理、水洗、镀膜处理以及热定型处理工艺。
9.如权利要求8所述的2、7系小断面型材整形制备工艺，其特征在于，步骤G中探伤检测的标准为A级探伤，探伤合格的为合格成品，探伤不合格的为废品。
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