CN108465713B - 7075铝合金型材的加工工艺及铝合金型材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种7075铝合金型材的加工工艺，包括将模具加热至430～470℃，同时将铝合金铸锭加热后进行挤压成型处理，控制铝合金铸锭前端温度425～440℃，尾端温度为400～410℃，控制挤压速度为0.8～1.0m/min，得到第一型材；将第一型材送入冷却水槽中进行在线淬火处理，得到第二型材；对第二型材进行牵引、张力矫直处理，得到第三型材；对第三型材进行人工时效处理，获得7075铝合金型材；其中，模具的进料槽与带入通道之间具有平滑过渡的倾斜平面；冷却水槽与挤压成型出口的距离≤500mm。该工艺获得的铝合金型材综合力学性能良好，产品合格率达到80％及以上。

Description

7075铝合金型材的加工工艺及铝合金型材
技术领域
本发明属于铝合金加工制造技术领域，具体涉及一种7075铝合金型材的加工工艺及铝合金型材。
背景技术
7075型铝合金作为超高强度的变形铝合金，其强度超过任何软钢。由于其具有良好的机械性能，因此可以广泛应用于航空航天及轨道交通领域。
7075型铝合金中，锌、镁、铜的含量极高，变形抗力大，挤压性能差，挤压速度偏高时，表面易开裂，挤压速度偏低时，材料的固溶温度无法达到要求，最终导致获得的铝合金强度不够。目前国内生产7075型铝合金时，多采用热挤压成型，切断后利用立式淬火炉离线淬火，再进行人工时效的工艺，这种工艺工序繁多，生产成本高。公开号为106399881的中国发明专利提供一种提高7075铝合金挤压材性能的工艺方法，该方法对挤压后的挤压材进固溶处理时，加热温度为462～475℃，也就是挤压后需要进行再次加热才能淬火处理。这种方法一方面耗时长，另一方面能耗高。公开号为1807004的中国发明专利公开一种7075铝合金型材在线淬火方法，通过中空加热炉在挤压过程中进行在线加热，再进行淬火。该专利虽然将加热炉放在挤压线上，但是中空加热炉无法在短时间将运动中的挤压材加热至固溶温度并稳定控制，导致挤压速度受限，生产效率低下，而且产品性能无法保证稳定，此外设备投入量大且能耗高。
发明内容
针对目前7075铝合金型材的加工工艺存在的挤压工艺繁琐、能耗高、生产效率低下且产品易开裂、成品率低等问题，本发明提供一种7075铝合金型材的加工工艺。
进一步地，本发明还提供一种7075铝合金型材。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种7075铝合金型材的加工工艺，至少包括以下步骤：
步骤S01.将挤压成型模具加热至430～470℃，同时将铝合金铸锭加热后进行挤压成型处理，控制待挤压成型的所述铝合金铸锭先进入挤压筒部位的温度425～440℃，后进入所述挤压筒部位的温度为400～410℃，得到第一型材；
步骤S02.将所述第一型材送入冷却水槽中进行在线淬火处理，得到第二型材；
步骤S03.对所述第二型材进行牵引、张力矫直处理，得到第三型材；
步骤S04.对所述第三型材进行人工时效处理，获得7075铝合金型材；
其中，所述挤压成型模具包括模子，所述模子开设有进料槽，在所述进料槽底面开设有带入通道，所述进料槽与所述带入通道之间具有平滑过渡的倾斜平面；所述冷却水槽与所述挤压成型出口的距离不大于500mm。
相应地，一种7075铝合金型材，所述7075铝合金型材由如上所述的7075铝合金型材的加工工艺进行制造得到。
本发明的有益效果为：相对于现有技术，本发明上述提供的7075铝合金型材的加工工艺，通过将挤压成型模具设计成具有平滑过渡的倾斜平面结合挤压温度以及进入淬火设备的间距，一方面降低了金属流动的阻碍，可以有效防止型材表面开裂，另一方面，确保产品的力学性能，上述几方面的相互作用，使得得到的铝合金型材成品合格率达到80％及以上，适合大规模推广生产。
本发明的7075铝合金型材，由于采用本发明7075铝合金型材的加工工艺进行制造，得到的7075铝合金型材表面无开裂现象，抗拉强度达到600MPa、屈服强度达到530MPa及以上，并且延伸率超过23％，表现出良好的力学性能，能够满足航空航天及交通轨道对铝合金型材的性能要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明7075铝合金加工工艺挤压成型和在线冷却工序示意图；
图2为现有7075铝合金加工工艺挤压成型模具俯视示意图；
图3为图2沿A-A线剖视示意图；
图4为本发明7075铝合金加工工艺挤压成型模具俯视示意图；
图5为图4沿B-B线剖视示意图。
其中，1-挤压成型模具，11-模子，111-进料槽，112-带入通道，113-倾斜平面，12-模垫；2-挤压筒；3-挤压杆；4-挤压成型前梁出口；5-冷却水槽，51-进水管；6-加工过程的7075铝合金型材；D-挤压成型出口与冷却水槽的距离。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实例提供了一种7075铝合金型材的加工工艺。
所述7075铝合金型材的加工工艺至少包括以下步骤：
步骤S01.将挤压成型模具加热至430～470℃，同时将铝合金铸锭加热后进行挤压成型处理，控制待挤压成型的所述铝合金铸锭先进入挤压筒部位的温度425～440℃，后进入所述挤压筒部位的温度为400～410℃，得到第一型材；
步骤S02.将所述第一型材送入冷却水槽中进行在线淬火处理，得到第二型材；
步骤S03.对所述第二型材进行牵引、张力矫直处理，得到第三型材；
步骤S04.对所述第三型材进行人工时效处理，获得7075铝合金型材；
其中，所述挤压成型模具包括模子，所述模子开设有进料槽，在所述进料槽底面开设有带入通道，所述进料槽与所述带入通道之间具有平滑过渡的倾斜平面；所述冷却水槽与所述挤压成型出口的距离不大于500mm。
下面对本发明的技术方案做进一步的详细解释。
本发明涉及的挤压成型模具如图1、图4、图5所示，挤压成型模具1包括模子11和模垫12，模子11叠设于模垫12形成的平面上。模子11开设有进料槽111，在进料槽111的底部平面上开设有带入通道112，带入通道112和进料槽111之间具有平滑过渡的倾斜平面113。通过倾斜平面113，对铝合金的挤压成型起到引流的作用，降低金属流动的阻碍，使得材料挤压后保持良好的组织外观，避免开裂。
优选地，倾斜平面113与带入通道112之间形成的夹角为α，α不为90°。本发明所述的夹角，指的是倾斜平面113与带入通道112的轴线所形成的角度，其具体如图5所示。
进一步优选地，所述α为60～80°。该角度相对于如图2、3所示的常规挤压成型模具(进料槽111底部平面与带入通道112成直角)，平滑过渡，可以有效的避免挤压成型时出现外观破裂或者阻碍金属流动而可能出现晶粒迅速长大或者再结晶。当α为75°时，本发明的加工工艺的流动性达到最佳状态。
更进一步地，进料槽111内壁至倾斜平面113的部位为具有坡度的结构，以确保铝合金顺畅地进入带入通道112，从而可以有效避免铝合金在进料槽111底部停滞而引发的晶粒长大等问题。
优选地，本发明的铝合金铸锭，按照质量分数100％计，含有以下组分：
当然，铝合金铸锭还可以含有其他不可避免的杂质。不可避免的杂质的总含量不超过0.02％，每种杂质含量不超过0.01％。
本发明中，铝合金铸锭可以是未经裁切的铝合金铸锭，也可以是铝合金铸锭经过裁切处理后得到的短铸锭。铝合金铸锭也可以是采用纯度达到99.85％及以上的铝锭与其他金属元素进行铸炼得到。
如果采用铝锭与其他金属元素进行铸炼，炼造步骤如下：
步骤S011.合金熔炼：以燃气反射熔炼炉作为合金熔炼炉，在熔炼炉预热后，将纯度为99.85％及以上的高纯度铝锭加入，持续加热使铝锭完全熔化为熔液，熔液温度达到750℃及以上，可以将硅、镁、铜、锰、铬元素加入，这些元素可以是合金的形式也可以是单质的形式加入，经过充分搅拌、扒渣后，进行炉前分析，确保合金熔液的成分在上述铝合金成分范围之内。
步骤S012.炉内精炼及在线处理：对步骤S011得到的铝合金熔液采用精炼剂进行氮气喷粉炉内精炼两次，每次15min，每次精炼完后铝合金熔液静置30min，并将精炼产生的铝合金熔液表面浮渣清理干净。铸造时对铝合金熔液进行在线处理，在线处理包括转子除气设备在线除气、CFF过滤板过滤、PTF过滤管过滤。
步骤S013.铸锭铸造：将步骤S012得到铝合金熔液充分静置后，按照表1所示的铸造条件进行铸造，得到圆铸锭。在铸造过程中，在线加入铝钛硼丝作为细化剂，其中铝钛硼中钛的质量含量为5％左右，加入速度确保满足合金中钛的含量达到0.01～0.03％即可。
表1铝合金铸锭铸造条件
步骤S014.均质处理：将步骤S013得到的圆铸锭置于均质炉中进行均质处理，均质温度为475～485℃，实体保温6.5～8.5h即可实现均质处理。均质处理结束，采用鼓风与喷水雾快速冷却的方式进行冷却，冷却速度≥250℃/h，确保冷却过程中偏析而形成的低熔点MgZn2相完全消除，使得晶界上存在的粗大残余相溶解，同时使得铸锭内部组织均匀化，降低合金变形抗力，提高合金的挤压性能。
如图1所示，本发明待挤压成型的铝合金铸锭，进入挤压筒2进行挤压成型时，有先后顺序，在业内铝合金铸锭先进入挤压筒2的部位一般叫做前端，而后进入的部位叫做尾端，前端和尾端材料没有特别的要求，只是根据先后顺序不同而定义。将铝合金铸锭置于工频感应加热炉加热后，先进入挤压筒2的所述的部位(前端)温度控制在425～440℃，而后进入挤压筒2的所述部位(尾端)温度控制在400～410℃，从而实现有温度梯度差，便于挤压成型，控制挤压筒2的温度在400～420℃。
在铝合金铸锭进入模具1之后，控制模具1的温度为430～470℃。挤压速度为0.8～1.0m/min，挤压速度过快，产生粗晶粒，并且产生的张力过大，产品合格率降低；而挤压速度过慢，不利于加工效率的提高。
在将铝合金从挤压模具的模孔中挤出时，挤压模具的模孔处的铝合金温度应当在470～480℃，为方便区分加工的工序，将此处得到的型材称作第一型材。
获得的第一型材在模孔出口处直接由牵引机牵引，前后铸锭挤压周期衔接时间停顿控制在20s以内。牵引机使第一型材以0.8～1.0m/min的速度进入冷却水槽(如图1中的5)，由冷却水槽5进行在线淬火，获得第二型材(如图1所示的6)。在线淬火后的型材温度≤80℃。
优选地，冷却水槽5与挤压成型模具1之间的距离为D，并且D≤500mm，如果间距大于500mm，会导致铝合金型材的抗拉强度和屈服强度会迅速降低，从而导致产品不合格，当间距小于500mm时，结合前工序的控制条件，获得的7075铝合金型材，合格率达到85％及以上。
优选地，如图1所示，在线淬火的冷却水槽5长度为1100～1300mm，采用溢流水槽5，进水管51自冷却水槽5下方进入，冷却处理后自冷却水槽5上表面溢出，从而形成活水，同时，控制冷却水槽5内的水的温度≤60℃。
而得到的第二型材，采用定尺锯和张力矫直机进行定尺锯切，同时进行张力矫直，得到第三型材(也叫半成品)。
优选地，人工时效的加热温度为100～110℃，保温时间7～9h，然后升温至145～155℃，继续保温7～9h，随后自然冷却。人工时效温度过低，抗拉强度达不到600MPa的要求。
本发明上述提供的7075铝合金型材的加工工艺，通过将挤压成型模具设计成具有平滑过渡的倾斜平面结合挤压温度以及进入淬火设备的间距，一方面降低了金属流动的阻碍，可以有效防止型材表面开裂，另一方面，确保产品的力学性能，上述几方面的相互作用，使得得到的7075铝合金型材成品合格率达到80％及以上，此外，无需价格昂贵的立式淬火炉，设备投资至少减少人民币200万，吨位生产成本至少降低人民币100元，实现直接在线淬火处理，生产周期时间缩短50％以上。
由于本发明提供的7075铝合金型材的加工工艺获得的7075铝合金型材表面无开裂现象，抗拉强度达到600MPa、屈服强度达到530MPa及以上，并且延伸率超过23％，表现出良好的力学性能，能够满足航空航天及交通轨道对铝合金型材的性能要求，因此可以大规模生产及推广应用。
为更有效的说明本发明的技术方案，下面通过多个具体实施例说明本发明的技术方案。
实施例1
一种7075铝合金型材加工工艺，包括以下步骤：
(1).合金熔炼：将纯度为99.85％的铝铝锭熔化后，加入锌、镁、铜、铬、硅、铁、锰、钛、锆、铍金属元素，充分搅拌熔液，并进行2次精炼，进行炉前分析，炉前分析取样时，熔液温度不低于750℃，确保熔液组分的质量百分含量如下：
以及其他不可避免的杂质。
(2).铸锭铸造：将步骤(1)得到的铝合金熔液充分静置后，维持熔液温度为753℃，开始进行铸造，铸造温度为698℃，铸造初始速度为48m/min，正常速度为62m/min，铸造初始冷却水流量1500L/min，正常流量2000L/min，铸造初始阶段分流盘内放置4m铝钛硼丝。
(3).均质处理：将步骤(2)加热得到的铝合金圆铸锭置于均质炉中进行均质处理，均质温度为480℃，保温时间为7.5h，使得低熔点的MgZn2相消除，同时溶解晶界上存在的粗大残余相，降低合金变形抗力，提高合金挤压性能。
(4).挤压成型：将如图4、图5所示的模具加热至440℃，同时将步骤(3)得到的圆铸锭切断后置于工频感应加热炉中进行加热，加热方式为梯度加热，将加热好的圆铸锭送入挤压筒，圆铸锭前端(先进入挤压筒的一端)温度为436℃，尾端(后进入挤压筒的一端)温度为405℃，挤压筒温度为410℃，挤压速度为0.8m/min，使得圆铸锭从加热后的模具模孔中挤出，挤出的型材温度为475℃。
(5).在线淬火：如图1所示，将步骤(4)得到的型材按照1.0m/min的速度送入具有循环水的冷却水槽，水槽距离挤压出口500mm，冷却水槽长度为1200mm，冷水槽内水的温度在60℃及以下。
(6).牵引：型材通过冷却水槽后，采用双牵引设备，由两台牵引机前后胶体牵引型材，前后铸锭挤压周期衔接时的停顿时间控制在10s内。
(7).人工时效：将步骤(6)得到的型材经过拉伸、锯切后，进入时效炉进行人工时效，人工时效加热温度为105℃，保温时间8h，然后升温至150℃，继续保温8h，出炉，于空气中自然冷却，得到7075铝合金型材。
实施例2
一种7075铝合金型材加工工艺，包括以下步骤：
(1).合金熔炼：将纯度为99.85％的铝铝锭熔化后，加入锌、镁、铜、铬、硅、铁、锰、钛、锆、铍金属元素，充分搅拌熔液，并进行2次精炼，进行炉前分析，炉前分析取样时，熔液温度不低于750℃，确保熔液组分的质量百分含量如下：
以及其他不可避免的杂质。
(2).铸锭铸造：将步骤(1)得到的铝合金熔液充分静置后，维持熔液温度为748℃，开始进行铸造，铸造温度为703℃，铸造初始速度为51m/min，正常速度为68m/min，铸造初始冷却水流量1500L/min，正常流量2000L/min，铸造初始阶段分流盘内放置4m铝钛硼丝。
(3).均质处理：将步骤(2)加热得到的铝合金圆铸锭置于均质炉中进行均质处理，均质温度为480℃，保温时间为7.5h，使得低熔点的MgZn2相消除，同时溶解晶界上存在的粗大残余相，降低合金变形抗力，提高合金挤压性能。
(4).挤压成型：将如图4、图5所示的模具加热445℃，同时将步骤(3)得到的圆铸锭切断后置于工频感应加热炉中进行加热，加热方式为梯度加热，将加热好的圆铸锭送入挤压筒，圆铸锭前端(先进入挤压筒的一端)温度为440℃，尾端(后进入挤压筒的一端)温度为408℃，挤压筒温度为410℃，挤压速度为1.0m/min，使得圆铸锭从加热后的模具模孔中挤出，挤出的型材温度为478℃。
(5).在线淬火：如图1所示，将步骤(4)得到的型材按照1.0m/min的速度送入具有循环水的冷却水槽，水槽距离挤压出口500mm，冷却水槽长度为1200mm，冷水槽内水的温度在60℃及以下。
(6).牵引：型材通过冷却水槽后，采用双牵引设备，由两台牵引机前后胶体牵引型材，前后铸锭挤压周期衔接时的停顿时间控制在10s内。
(7).人工时效：将步骤(6)得到的型材经过拉伸、锯切后，进入时效炉进行人工时效，人工时效加热温度为105℃，保温时间8h，然后升温至150℃，继续保温8h，出炉，于空气中自然冷却，得到7075铝合金型材。
实施例3
一种7075铝合金型材加工工艺，包括以下步骤：
(1).合金熔炼：将纯度为99.85％的铝铝锭熔化后，加入锌、镁、铜、铬、硅、铁、锰、钛、锆、铍金属元素，充分搅拌熔液，并进行2次精炼，进行炉前分析，炉前分析取样时，熔液温度不低于750℃，得到熔液组分的质量百分含量如下：
以及其他不可避免的杂质。
(2).铸锭铸造：将步骤(1)得到的铝合金熔液充分静置后，维持熔液温度为759℃，开始进行铸造，铸造温度为703℃，铸造初始速度为48m/min，正常速度为62m/min，铸造初始冷却水流量1500L/min，正常流量2000L/min，铸造初始阶段分流盘内放置4m铝钛硼丝。
(3).均质处理：将步骤(2)加热得到的铝合金圆铸锭置于均质炉中进行均质处理，均质温度为480℃，保温时间为7.5h，使得低熔点的MgZn2相消除，同时溶解晶界上存在的粗大残余相，降低合金变形抗力，提高合金挤压性能。
(4).挤压成型：将如图4、图5所示的模具加热440℃，同时将步骤(3)得到的圆铸锭切断后置于工频感应加热炉中进行加热，加热方式为梯度加热，圆铸锭前端(先进入挤压筒的一端)温度为428℃，尾端(后进入挤压筒的一端)温度为401℃，挤压筒温度为410℃，挤压速度为1.0m/min，使得圆铸锭从加热后的模具模孔中挤出，挤出的型材温度为475℃。
(5).在线淬火：如图1所示，将步骤(4)得到的型材按照1.0m/min的速度送入具有循环水的冷却水槽，水槽距离挤压出口500mm，冷却水槽长度为1200mm，冷水槽内水的温度在60℃及以下。
(6).牵引：型材通过冷却水槽后，采用双牵引设备，由两台牵引机前后胶体牵引型材，前后铸锭挤压周期衔接时的停顿时间控制在10s内。
(7).人工时效：将步骤(6)得到的型材经过拉伸、锯切后，进入时效炉进行人工时效，人工时效加热温度为105℃，保温时间8h，然后升温至150℃，继续保温8h，出炉，于空气中自然冷却，得到7075铝合金型材。
对比例1
一种7075铝合金型材加工工艺，包括以下步骤：
(1).合金熔炼：将纯度为99.85％的铝铝锭熔化后，加入锌、镁、铜、铬、硅、铁、锰、钛、锆、铍金属元素，充分搅拌熔液，并进行2次精炼，进行炉前分析，炉前分析取样时，熔液温度不低于750℃，得到熔液组分的质量百分含量如下：
以及其他不可避免的杂质。
(2).铸锭铸造：将步骤(1)得到的铝合金熔液充分静置后，维持熔液温度为753℃，开始进行铸造，铸造温度为698℃，铸造初始速度为48m/min，正常速度为62m/min，铸造初始冷却水流量1500L/min，正常流量2000L/min，铸造初始阶段分流盘内放置4m铝钛硼丝。
(3).均质处理：将步骤(2)加热得到的铝合金圆铸锭置于均质炉中进行均质处理，均质温度为480℃，保温时间为7.5h，使得低熔点的MgZn2相消除，同时溶解晶界上存在的粗大残余相，降低合金变形抗力，提高合金挤压性能。
(4).挤压成型：将如图4、5所示的模具加热440℃，同时将步骤(3)得到的圆铸锭切断后置于工频感应加热炉中进行加热，加热方式为梯度加热，将加热好的圆铸锭送入挤压筒，圆铸锭前端(先进入挤压筒的一端)温度为426℃，尾端(后进入挤压筒的一端)温度为396℃，挤压筒温度为410℃，挤压速度为1.0m/min，使得圆铸锭从加热后的模具模孔中挤出，挤出的型材温度为468℃。
(5).在线淬火：如图1所示，将步骤(4)得到的型材按照1.0m/min的速度送入具有循环水的冷却水槽，水槽距离挤压出口500mm，冷却水槽长度为1200mm，冷水槽内水的温度在60℃及以下。
(6).牵引：型材通过冷却水槽后，采用双牵引设备，由两台牵引机前后胶体牵引型材，前后铸锭挤压周期衔接时的停顿时间控制在10s内。
(7).人工时效：将步骤(6)得到的型材经过拉伸、锯切后，进入时效炉进行人工时效，人工时效加热温度为105℃，保温时间8h，然后升温至150℃，继续保温8h，出炉，于空气中自然冷却，得到7075铝合金型材。
对比例2
一种7075铝合金型材加工工艺，包括以下步骤：
(1).合金熔炼：将纯度为99.85％的铝铝锭熔化后，加入锌、镁、铜、铬、硅、铁、锰、钛、锆、铍金属元素，充分搅拌熔液，并进行2次精炼，进行炉前分析，炉前分析取样时，熔液温度不低于750℃，得到熔液组分的质量百分含量如下：
以及其他不可避免的杂质。
(2).铸锭铸造：将步骤(1)得到的铝合金熔液充分静置后，维持熔液温度为748℃，开始进行铸造，铸造温度为703℃，铸造初始速度为51m/min，正常速度为68m/min，铸造初始冷却水流量1500L/min，正常流量2000L/min，铸造初始阶段分流盘内放置4m铝钛硼丝。
(3).均质处理：将步骤(2)加热得到的铝合金圆铸锭置于均质炉中进行均质处理，均质温度为480℃，保温时间为7.5h，使得低熔点的MgZn2相消除，同时溶解晶界上存在的粗大残余相，降低合金变形抗力，提高合金挤压性能。
(4).挤压成型：将如图4、5所示的模具加热445℃，同时将步骤(3)得到的圆铸锭切断后置于工频感应加热炉中进行加热，加热方式为梯度加热，将加热好的圆铸锭送入挤压筒，圆铸锭前端(先进入挤压筒的一端)温度为440℃，尾端(后进入挤压筒的一端)温度为408℃，挤压筒温度为410℃，挤压速度为0.7m/min，使得圆铸锭从加热后的模具模孔中挤出，挤出的型材温度为465℃。
(5).在线淬火：如图1，将步骤(4)得到的型材按照0.7m/min的速度送入具有循环水的冷却水槽，水槽距离挤压出口500mm，冷却水槽长度为1200mm，冷水槽内水的温度在60℃及以下。
(6).牵引：型材通过冷却水槽后，采用双牵引设备，由两台牵引机前后胶体牵引型材，前后铸锭挤压周期衔接时的停顿时间控制在10s内。
(7).人工时效：将步骤(6)得到的型材经过拉伸、锯切后，进入时效炉进行人工时效，人工时效加热温度为105℃，保温时间8h，然后升温至150℃，继续保温8h，出炉，于空气中自然冷却，得到7075铝合金型材。
对比例3
一种7075铝合金型材加工工艺，包括以下步骤：
(1).合金熔炼：将纯度为99.85％的铝铝锭熔化后，加入锌、镁、铜、铬、硅、铁、锰、钛、锆、铍金属元素，充分搅拌熔液，并进行2次精炼，进行炉前分析，炉前分析取样时，熔液温度不低于750℃，得到熔液组分的质量百分含量如下：
以及其他不可避免的杂质。
(2).铸锭铸造：将步骤(1)得到的铝合金熔液充分静置后，维持熔液温度为759℃，开始进行铸造，铸造温度为703℃，铸造初始速度为48m/min，正常速度为62m/min，铸造初始冷却水流量1500L/min，正常流量2000L/min，铸造初始阶段分流盘内放置4m铝钛硼丝。
(3).均质处理：将步骤(2)加热得到的铝合金圆铸锭置于均质炉中进行均质处理，均质温度为480℃，保温时间为7.5h，使得低熔点的MgZn2相消除，同时溶解晶界上存在的粗大残余相，降低合金变形抗力，提高合金挤压性能。
(4).挤压成型：将图1中的模具换成图2、3所示模具，把如图2、3所示的模具加热至440℃，同时将步骤(3)得到的圆铸锭切断后置于工频感应加热炉中进行加热，加热方式为梯度加热，将加热好的圆铸锭送入挤压筒，圆铸锭前端(先进入挤压筒的一端)温度为428℃，尾端(后进入挤压筒的一端)温度为401℃，挤压筒温度为410℃，挤压速度为1.0m/min，使得圆铸锭从加热后的模具模孔中挤出，挤出的型材温度为475℃。
(5).在线淬火：将步骤(4)得到的型材按照1.0m/min的速度送入具有循环水的冷却水槽，水槽距离挤压出口500mm，冷却水槽长度为1200mm，冷水槽内水的温度在60℃及以下。
(6).牵引：型材通过冷却水槽后，采用双牵引设备，由两台牵引机前后胶体牵引型材，前后铸锭挤压周期衔接时的停顿时间控制在10s内。
(7).人工时效：将步骤(6)得到的型材经过拉伸、锯切后，进入时效炉进行人工时效，人工时效加热温度为105℃，保温时间8h，然后升温至150℃，继续保温8h，出炉，于空气中自然冷却，得到7075铝合金型材。
对比例4
一种7075铝合金型材加工工艺，包括以下步骤：
(1).合金熔炼：将纯度为99.85％的铝铝锭熔化后，加入锌、镁、铜、铬、硅、铁、锰、钛、锆、铍金属元素，充分搅拌熔液，并进行2次精炼，进行炉前分析，炉前分析取样时，熔液温度不低于750℃，确保熔液组分的质量百分含量如下：
以及其他不可避免的杂质。
(2).铸锭铸造：将步骤(1)得到的铝合金熔液充分静置后，维持熔液温度为753℃，开始进行铸造，铸造温度为698℃，铸造初始速度为48m/min，正常速度为62m/min，铸造初始冷却水流量1500L/min，正常流量2000L/min，铸造初始阶段分流盘内放置4m铝钛硼丝。
(3).均质处理：将步骤(2)加热得到的铝合金圆铸锭置于均质炉中进行均质处理，均质温度为480℃，保温时间为7.5h，使得低熔点的MgZn2相消除，同时溶解晶界上存在的粗大残余相，降低合金变形抗力，提高合金挤压性能。
(4).挤压成型：将如图4、图5所示的模具加热至440℃，同时将步骤(3)得到的圆铸锭切断后置于工频感应加热炉中进行加热，加热方式为梯度加热，将加热好的圆铸锭送入挤压筒，圆铸锭前端(先进入挤压筒的一端)温度为436℃，尾端(后进入挤压筒的一端)温度为405℃，挤压筒温度为410℃，挤压速度为1.0m/min，使得圆铸锭从加热后的模具模孔中挤出，挤出的型材温度为475℃。
(5).在线淬火：将步骤(4)得到的型材按照1.0m/min的速度送入具有循环水的冷却水槽，冷却水槽距离挤压出口550mm，冷却水槽长度为1200mm，冷水槽内水的温度在60℃及以下。
(6).牵引：型材通过冷却水槽后，采用双牵引设备，由两台牵引机前后胶体牵引型材，前后铸锭挤压周期衔接时的停顿时间控制在10s内。
(7).人工时效：将步骤(6)得到的型材经过拉伸、锯切后，进入时效炉进行人工时效，人工时效加热温度为105℃，保温时间8h，然后升温至150℃，继续保温8h，出炉，于空气中自然冷却，得到7075铝合金型材。
为了验证本发明的铝合金加工工艺对7075铝合金型材的性能影响，对实施例1～3及对比例1～4得到的7075铝合金型材进行抗拉强度、屈服强度、延伸率性能的测试，测试方法均为本领域技术人员熟知，检测设备：SUNS电子万能试验机。性能测试方法过程为：在该批产品同一支型材三个不同位置各取两个测试样品(具体将同一型材自一端向另一端，分为前端、中端、末端，每个部位各取两个测试样品)，按照研究时效工艺时效后采用以上检测设备，具体测试结果如表2所示。
表2本发明实施例1～3及对比例1～4铝合金型材性能测试结果
从表2可知，实施例1～3加工工艺制造得到的7075铝合金型材，能够获得具有优良品质的7075合金铝材。而对比例1、2、4中，抗拉强度或屈服强度较低，勉强达到国标范围的下限，生产时性能没有保障。实施例3虽然抗拉强度、屈服强度、延伸率均达标，但是获得的铝合金表面出现裂纹，不符和标准要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种7075铝合金型材的加工工艺，其特征在于，至少包括以下步骤：
步骤S01.将挤压成型模具加热至430～470℃，同时将铝合金铸锭加热后进行挤压成型处理，控制待挤压成型的所述铝合金铸锭先进入挤压筒部位的温度425～440℃，后进入所述挤压筒部位的温度为400～410℃，得到第一型材；所述模具的模孔挤出的第一型材温度为470～480℃；
步骤S02.将所述第一型材送入冷却水槽中进行在线淬火处理，得到第二型材；所述在线淬火的速度为0.8～1.0m/min；
步骤S03.对所述第二型材进行牵引、张力矫直处理，得到第三型材；
步骤S04.对所述第三型材进行人工时效处理，获得7075铝合金型材；
其中，所述挤压成型模具包括模子，所述模子开设有进料槽，在所述进料槽底面开设有带入通道，所述进料槽与所述带入通道之间具有平滑过渡的倾斜平面；所述冷却水槽与所述挤压成型出口的距离不大于500mm；所述倾斜平面与所述带入通道成60～80°角；
所述挤压成型的挤压速度为0.8～1.0m/min；
按照质量分数100％计，所述铝合金铸锭含有以下组分：
2.如权利要求1所述的7075铝合金型材的加工工艺，其特征在于，所述挤压成型中，挤压筒的温度为400～420℃。
3.如权利要求1所述的7075铝合金型材的加工工艺，其特征在于，所述人工时效的加热温度为100～110℃，保温时间7～9h，然后升温至145～155℃，继续保温7～9h。
4.一种7075铝合金型材，其特征在于：所述7075铝合金型材由如权利要求1～3任一项所述的7075铝合金型材的加工工艺进行制造得到。
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