CN108315675A - 一种铝合金型材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种铝合金型材及其制造方法，涉及铝合金加工领域。本发明实施例的铝合金型材的制造方法是对铝合金铸棒进行挤压得到制品，并对所述制品进行在线淬火，在线淬火时增设强制风冷处理，再进行人工时效处理，该制造方法能够对不同淬火冷却速度敏感性和不同型材壁厚的制品进行充分热处理，生产效率高；制得的铝合金型材的成品率高，制造成本低。

Description

一种铝合金型材及其制造方法

技术领域

本发明涉及铝合金加工领域，且特别涉及一种铝合金型材及其制造方法。

背景技术

铝合金材料具有密度低、耐腐蚀性好、强度高和易加工等特点，在汽车、轨道车辆及航空铝合金生产中获得了广泛应用。由于铝合金对热处理温度变化敏感，在不同的固溶热处理和时效时，工艺参数的不同会对力学性能产生较大影响，特别对于那些壁厚不均匀、中空、结构复杂、异型的铝合金产品，如果热处理工艺控制稍微不当，都可能会导致制品尺寸出现偏差，力学性能不合格，从而导致制品返工，甚至报废，最终导致制品成品率下降，生产效率低，制造成本高。

为了解决上述问题，现有技术中常采用在线淬火技术对挤压后的铝合金产品进行淬火冷却，目的是充分利用挤压产生的余热，降低能耗、缩短工艺流程、提高生产效率。但对于淬火敏感性高、壁较厚、非对称复杂断面的铝合金型材，采用简单的在线淬火往往会造成淬火不充分或出现局部淬火后变形等问题，制品的力学性能检测多为不合格，或是力学性能达到客户要求，但材料的抗腐蚀等其他性能却因淬火不充分而达不到要求。

因此，探索一种适合不同制品要求的热处理方法，以满足不同制品的淬火对冷却速度敏感性的要求和不同型材壁厚对冷却速度的要求是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金型材的制造方法，能够对不同淬火冷却速度敏感性和不同型材壁厚的制品进行充分热处理，生产效率高。

本发明的另一目的在于提供一种铝合金型材，成品率高，制造成本低。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种铝合金型材的制造方法，其包括以下步骤：对铝合金铸棒进行挤压得到制品，并对制品进行在线淬火，在线淬火时增设强制风冷处理，再进行人工时效处理。

进一步地，在本发明较佳实施例中，挤压时的模具温度为490-500℃，铸棒温度为530-540℃，头尾温度梯度控制在10-15℃，挤压筒温度为435-455℃，挤压残余为40-45mm，挤压制品的出口速度为1.1-2.2m/min。

进一步地，在本发明较佳实施例中，挤压的出口温度不低于475℃进入淬火区进行在线淬火，在线淬火冷却后温度不高于70℃。

进一步地，在本发明较佳实施例中，在线淬火是采用增设强制风冷通道的淬火设备进行。

进一步地，在本发明较佳实施例中，强制风冷通道通过可装卸方式增设在进行在线淬火的淬火区的制品入口处的两侧，强制风冷通道的出口与制品之间的距离与角度可进行调节；强制风冷通道的出口形状为扁平状，强制风冷通道的出口口径与制品局部壁厚处宽度一致。

进一步地，在本发明较佳实施例中，强制风冷通道的出口与制品局部壁厚处的垂直高度为50-200mm，强制风冷通道的出口与制品局部壁厚处的平面之间的角度为60-90°。

进一步地，在本发明较佳实施例中，在线淬火选择强风冷却淬火，在线淬火的上风量调为60％-90％，下风量调为40％-70％。

进一步地，在本发明较佳实施例中，时效处理是采用双级时效炉进行的，第一阶段时效温度为110-140℃、保温2.5-5h，第二阶段时效温度为150-185℃、保温6-10h。

进一步地，在本发明较佳实施例中，铝合金为6系铝合金，优选为6A01、6063、6005A铝合金。

一种铝合金型材，其是采用上述的铝合金型材的制造方法制得。

本发明实施例的铝合金型材及其制造方法的有益效果是：本发明实施例的铝合金型材的制造方法是对铝合金铸棒进行挤压得到制品，并对所述制品进行在线淬火，在线淬火时增设强制风冷处理，再进行人工时效处理，该制造方法能够对不同淬火冷却速度敏感性和不同型材壁厚的制品进行充分热处理，生产效率高；制得的铝合金型材的成品率高，制造成本低。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的铝合金型材及其制造方法进行具体说明。

本发明实施例提供一种铝合金型材的制造方法，其包括以下步骤：

S1、对铝合金铸棒进行挤压得到制品，本实施例中采用的铝合金是6系铝合金，优选为6A01、6063、6005A铝合金；本步骤中的挤压一般是采用150MN挤压机进行的。

本实施例中，挤压加工参数如下：挤压时的模具温度为490-500℃，铸棒温度为530-540℃，头尾温度梯度控制在10-15℃，挤压筒温度为435-455℃，挤压残余为40-45mm，挤压制品的出口速度为1.1-2.2m/min，挤压的出口温度不低于475℃进入淬火区进行下述步骤的在线淬火。

S2、对制品进行在线淬火，在线淬火时增设强制风冷处理，即对制品进行在线淬火和增设强制风冷相结合的固溶处理，一般是对制品局部壁厚处增设强制风冷，有效解决铝合金淬火不充分的问题，获得更佳综合性能的铝合金制品，以满足客户使用的需求，可减少不合格率的产生，提高生产效率，降低制造成本。

本步骤中的在线淬火(固溶处理)是采用人工增设强制风冷通道的淬火设备进行的。增设的强制风冷通道的具体设置要求为：强制风冷通道通过可装卸方式增设在进行在线淬火的淬火区的制品入口处的两侧，强制风冷通道的出口与制品之间的距离与角度可进行调节；强制风冷通道的出口形状为扁平状，强制风冷通道的出口口径与制品局部壁厚处宽度一致。强制风冷通道的出口与制品局部壁厚处的垂直高度为50-200mm，强制风冷通道的出口与制品局部壁厚处的平面之间的角度为60-90°

本实施例中，在线淬火选择强风冷却淬火，在线淬火的上风量调为60％-90％，下风量调为40％-70％，在线淬火冷却后温度不高于80℃，一般要求淬火后的制品温度小于70℃。

S3、进行人工时效处理，制得铝合金型材。

本步骤中的时效处理是采用双级时效炉进行的，时效温度和保温时间根据不同合金进行选择，一般来说，第一阶段时效温度为110-140℃，保温2.5-5h；第二阶段时效温度为150-185℃，保温6-10h。对于6系铝合金来说，第一阶段时效温度为110-140℃，优选135℃，保温2.5-3.5h，优选3h；第二阶段时效温度为150-185℃，优选180℃，保温6-10h，优选8h。

本发明实施例提供一种铝合金型材，其是采用上述的铝合金型材的制造方法制得。采用6系铝合金挤压按照上述制造方法先制成6系铝合金车体制品，最后制得6系铝合金车体型材。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种6A01铝合金型材，其是按照以下制造方法得到：

(1)挤压

采用150MN挤压机对6A01铝合金铸棒进行挤压，挤压时的模具温度为495±5℃，铸棒温度为535±5℃，头尾温度梯度控制在12±2℃，挤压筒温度为440℃，挤压残余为42mm，挤压制品的出口速度为1.1-2.2m/min，挤压的出口温度不低于475℃，得到6A01铝合金型材制品。

(2)在线淬火

待6A01铝合金型材制品挤出出口后，选择强风冷却在线淬火，在线淬火冷却上风量调为80％，下风量调为60％，并在淬火区制品入口处的两侧增设形状为扁平状的口径与制品壁厚处宽度一致的强制风冷通道，该风冷通道与制品局部壁厚处垂直高度为100mm，风冷通道出口与制品局部壁厚处平面放置的角度为75°，淬火后的制品温度小于70℃。

(3)人工时效

将淬火后的铝合金型材制品在时效炉内进行双级时效炉处理，第一阶段时效温度为135±5℃、保温2.5h，第二阶段时效温度为175±5℃、保温5.5h，得到6A01铝合金型材。

(4)检验

将人工时效过的6A01铝合金型材通过硬度钳进行现场硬度检验，并取样分析其力学性能。

实施例2

本实施例提供一种6063铝合金型材，其是按照以下制造方法得到：

(1)挤压

采用150MN挤压机对6063铝合金铸棒进行挤压，挤压时的模具温度为495±5℃，铸棒温度为535±5℃，头尾温度梯度控制在12±2℃，挤压筒温度为450℃，挤压残余为43mm，挤压制品的出口速度为1.1-2.2m/min，挤压的出口温度不低于475℃，得到6063铝合金型材制品。

(2)在线淬火

待6063铝合金型材制品挤出出口后，选择强风冷却在线淬火，在线淬火冷却上风量调为90％，下风量调为80％，在淬火区制品入口处的两侧增设形状为扁平状的口径与制品壁厚处宽度一致的强制风冷通道，该风冷通道与制品局部壁厚处垂直高度为120mm，风冷通道出口与制品局部壁厚处平面放置的角度为60°，淬火后的制品温度小于70℃。

(3)人工时效

将淬火后的铝合金型材制品在时效炉内进行双级时效炉处理，第一阶段时效温度为120±5℃、保温2.5h，第二阶段时效温度为160±5℃、保温5.5h，得到6063铝合金型材。

(4)检验

将人工时效过的6063铝合金型材通过硬度钳进行现场硬度检验，并取样分析其力学性能。

实施例3

本实施例提供一种6005A铝合金型材，其是按照以下制造方法得到：

(1)挤压

采用150MN挤压机对6005A铝合金铸棒进行挤压，挤压时的模具温度为495±5℃，铸棒温度为535±5℃，头尾温度梯度控制在12±2℃，挤压筒温度为455℃，挤压残余为44mm，挤压制品的出口速度为1.1-2.2m/min，挤压的出口温度不低于475℃，得到6005A铝合金型材制品。

(2)在线淬火

待6005A铝合金型材制品挤出出口后，选择强风冷却在线淬火，在线淬火冷却上风量调为90％，下风量调为80％，在淬火区制品入口处的两侧增设形状为扁平状的口径与制品壁厚处宽度一致的强制风冷通道，该风冷通道与制品局部壁厚处垂直高度为150mm，风冷通道出口与制品局部壁厚处平面放置的角度为90°，淬火后的制品温度小于70℃。

(3)人工时效

将淬火后的铝合金型材制品在时效炉内进行双级时效炉处理，第一阶段时效温度为121±5℃、保温5h，第二阶段时效温度为160±5℃、保温7h，得到6005A铝合金型材。

(4)检验

将人工时效过的6005A铝合金型材通过硬度钳进行现场硬度检验，并取样分析其力学性能。

对比例1

本对比例提供一种6A01铝合金型材，其制造方法与实施例1的制造方法大致相同，不同之处在于：在在线淬火的步骤中，没有增设强制风冷通道，即未增设强制风冷，最后制得6A01铝合金型材，并进行检验。

对比例2

本对比例提供一种6063铝合金型材，其制造方法与实施例2的制造方法大致相同，不同之处在于：在在线淬火的步骤中，没有增设强制风冷通道，即未增设强制风冷，最后制得6063铝合金型材，并进行检验。

对比例3

本对比例提供一种6005A铝合金型材，其制造方法与实施例3的制造方法大致相同，不同之处在于：在在线淬火的步骤中，没有增设强制风冷通道，即未增设强制风冷，最后制得6005A铝合金型材，并进行检验。

以下对实施例1-3和对比例1-3进行检验分析，相应结果见表1。

表1各实施例与对比例检验结果

由上表可以看出，在在线淬火时增设强制风冷通道进行强制风冷，能极大的提高铝合金型材的力学性能，提高成品率。

综上所述，本发明实施例的本发明的目的在于提供一种铝合金型材的制造方法能够对不同淬火冷却速度敏感性和不同型材壁厚的制品进行充分淬火，生产效率高；本发明实施例的铝合金型材的成品率高，制造成本低。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种铝合金型材的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：对铝合金铸棒进行挤压得到制品，并对所述制品进行在线淬火，在线淬火时增设强制风冷处理，再进行人工时效处理。

2.根据权利要求1所述的铝合金型材的制造方法，其特征在于，所述挤压时的模具温度为490-500℃，铸棒温度为530-540℃，头尾温度梯度控制在10-15℃，挤压筒温度为435-455℃，挤压残余为40-45mm，挤压制品的出口速度为1.1-2.2m/min。

3.根据权利要求1所述的铝合金型材的制造方法，其特征在于，挤压的出口温度不低于475℃进入淬火区进行在线淬火，在线淬火冷却后温度不高于70℃。

4.根据权利要求1所述的铝合金型材的制造方法，其特征在于，所述在线淬火是采用增设强制风冷通道的淬火设备进行。

5.根据权利要求4所述的铝合金型材的制造方法，其特征在于，所述强制风冷通道通过可装卸方式增设在进行在线淬火的淬火区的制品入口处的两侧，所述强制风冷通道的出口与制品之间的距离与角度可进行调节；所述强制风冷通道的出口形状为扁平状，所述强制风冷通道的出口口径与制品局部壁厚处宽度一致。

6.根据权利要求4所述的铝合金型材的制造方法，其特征在于，所述强制风冷通道的出口与制品局部壁厚处的垂直高度为50-200mm，所述强制风冷通道的出口与制品局部壁厚处的平面之间的角度为60-90°。

7.根据权利要求1所述的铝合金型材的制造方法，其特征在于，所述在线淬火选择强风冷却淬火，所述在线淬火的上风量调为60％-90％，下风量调为40％-70％。

8.根据权利要求1所述的铝合金型材的制造方法，其特征在于，所述时效处理是采用双级时效炉进行的，第一阶段时效温度为110-140℃、保温2.5-5h，第二阶段时效温度为150-185℃、保温6-10h。

9.根据权利要求1所述的铝合金型材的制造方法，其特征在于，所述铝合金为6系铝合金，优选为6A01、6063、6005A铝合金。

10.一种铝合金型材，其特征在于，其是采用如权利要求1至9中任一项所述的铝合金型材的制造方法制得。