CN111534730A - 一种2219t8511铝合金挤压型材的制备方法 - Google Patents

一种2219t8511铝合金挤压型材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种2219T8511铝合金挤压型材的制备方法，包括：依次将铸锭进行挤压、淬火、拉伸、取样、精矫和时效；所述挤压过程中的挤压温度为450～470℃，挤压速度为0.2～0.8m/min。本发明提供的制备方法获得的铝合金型材各项性能指标均较好，形成了2219T8511型材挤压生产稳定可行的工艺制度，在该类合金的生产技术方面积累了经验，为开拓该类型产品的市场提供了可靠的技术保证，并为以后推广更科学的生产方式做了很好的尝试和铺垫。

Description

一种2219T8511铝合金挤压型材的制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种2219T8511铝合金挤压型材的制备方法。
背景技术
2219铝合金，其化学成分中Cu的含量比较高(Cu：5.8～6.8％)，各方面性能要求也较严格，该产品要求室温抗拉强度达到400MPa，屈服强度达到290MPa，延伸率≥5.0％，对于这个合金状态的产品国内没有现行的工艺制度，急需对其生产工艺进行研究，并尽快形成成熟稳定的生产工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种2219T8511铝合金挤压型材的制备方法，本发明提供的制备方法能够获得性能较好的铝合金型材。
本发明提供了一种2219T8511铝合金挤压型材的制备方法，包括：
依次将铸锭进行挤压、淬火、拉伸、取样、精矫和时效。
在本发明中，所述铸锭为2219T8511铝合金铸锭，所述铸锭的成分与2219T8511铝合金成分一致；在本发明中，所述铸锭属于Al-Cu系合金；在本发明中，所述铸锭的成分优选为：
≤0.20wt％的Si；
≤0.30wt％的Fe；
5.8～6.8wt％的Cu；
0.20～0.40wt％的Mn；
≤0.02wt％的Mg；
≤0.10wt％的Zn；
0.05～0.15wt％的V；
0.02～0.10wt％的Ti；
0.10～0.25wt％的Zr；
其他元素单体≤0.05wt％；
其他元素总和≤0.15wt％；
余量为Al。
在本发明中，所述Si的质量含量优选为≤0.1％，更优选为0.05％；所述Fe的质量含量优选为≤0.2％，更优选为≤0.1％；所述Cu的质量含量优选为6～6.6％，更优选为6.2～6.4％；所述Mn的质量含量优选为0.3％；所述Mg的质量含量优选为0.01～0.02％，更优选为0.015％；所述Zn的质量含量优选为0.05～0.1％，更优选为0.06～0.08％；所述V的质量含量优选为0.08～0.12％，更优选为0.1％；所述Ti的质量含量优选为0.04～0.08％，更优选为0.05～0.06％；所述其他元素单体的质量含量优选≤0.03％，所述其他元素单体为合金中的杂质如Ni。
在本发明中，所述(型材选用的)铸锭的规格优选为Φ192*520mm。本发明对所述铸锭的来源没有特殊的限制，可按照本领域技术人员熟知的铸锭制备方法将合金原料进行熔炼浇注得到，也可由市场购买获得。
在本发明中，所述铸锭的温度优选为450～470℃，更优选为455～465℃，最优选为460℃；本发明优选将所述铸锭加热到上述温度再进行挤压。
在本发明中，所述挤压过程中的挤压系数优选为16～17，更优选为16.14；所述挤压过程中的挤压筒直径优选为180～220mm，更优选为200mm。
在本发明中，所述挤压过程中挤压筒的温度优选为420～440℃，更优选为425～435℃，最优选为430℃；所述挤压的温度为450～470℃，优选为455～465℃，更优选为460℃；所述挤压的速度为0.2～0.8m/min，优选为0.4～0.6m/min，更优选为0.5m/min。
在本发明中，所述挤压过程中的模具温度优选为400～450℃，更优选为410～440℃，最优选为420～430℃；模具的加热保温时间优选≥3h。
在本发明中，所述淬火是指将合金先固溶保温一段时间后放入介质中冷却的整个过程；所述固溶保温的温度优选为525～535℃，更优选为530℃。本发明对所述固溶保温时间没有特殊的限制，本领域技术人员可根据挤压后得到的型材的最大壁厚确定合适的固溶保温时间。在本发明中，所述固溶保温时间优选为15～35min，更优选为20～30min。在本发明中，所述淬火过程中的冷却介质优选为水，优选在水中进行所述淬火。
在本发明中，所述拉伸的过程中拉伸率优选为1～4％，更优选为2～3％。
本发明对所述取样的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的切头尾取样的方法即可。
本发明对所述精矫的具体方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的精矫的技术方案即可，本领域技术人员可根据实际需要仔细测量制品尺寸，然后进行配辊，配辊后孔型中心线原则上在同一平面上，防止由辊压产生扭拧、弯曲、尺寸超差等新缺陷，辊矫过程中，要随时检查制品的尺寸、表面，发现问题及时调整处理。
在本发明中，所述时效的温度优选为185～195℃，更优选为188～192℃，最优选为191℃；所述时效的时间优选为15～20h，更优选为16～18h，最优选为18h。
在本发明中，所述时效完成后优选还包括：
将时效后的产品切成成品、成品检查和包装入库。
本发明提供的2219T8511铝合金挤压型材的制备方法获得的型材各项性能指标均较好，形成了2219T8511型材挤压生产稳定可行的工艺制度，在该类合金的生产技术方面积累了经验，为开拓该类型产品的市场提供了可靠的技术保证，并为以后推广更科学的生产方式做了很好的尝试和铺垫。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。
本发明以下实施例所用铸锭的具体成分为：Si：0.04％；Fe：0.17％；Cu:6.2％；Mn：0.34％；Mg：0.01％；Zn：0.01％；V：0.12％；Ti：0.07％；Zr：0.16％；其他元素单体Ni:0.01％，余量为Al。
本发明以下实施例挤压过程中的挤压系数为16.14，挤压筒直径为200mm，淬火在水中冷却。
实施例1
依次将铸锭挤压、淬火、拉伸、切头尾取样、精矫、时效、切成品、成品检查和包装入库，得到铝合金挤压型材；
所述铸锭的温度为430℃(挤压温度)；
所述挤压过程中的筒温为435℃，模具温度为430℃，模具加热保温时间为3h，挤压速度为0.3～0.36m/min；
所述淬火的固溶保温温度为530℃，固溶保温时间为20min；
所述拉伸的拉伸率为3％；
所述时效的温度为191℃时间为18h。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面未开裂。
实施例2～4
按照实施例1的方法进行铝合金挤压型材的制备，与实施例1的区别在于，挤压速度分别为0.5～0.56m/min、0.76～0.82m/min、0.98～1.02m/min。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面均未开裂。
实施例5
按照实施例1的方法进行铝合金挤压型材的制备，与实施例1的区别在于，挤压温度为450℃。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面未开裂。
实施例6～8
按照实施例5的方法进行铝合金挤压型材制备，与实施例5的区别在于，挤压速度分别为0.5～0.56m/min、0.76～0.82m/min、0.98～1.02m/min。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面均未开裂。
实施例9
按照实施例1的方法进行铝合金挤压型材的制备，与实施例1的区别在于，挤压温度为460℃。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面未开裂。
实施例10～12
按照实施例9的方法进行铝合金挤压型材制备，与实施例9的区别在于，挤压速度分别为0.5～0.56m/min、0.76～0.82m/min、0.98～1.02m/min。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面均未开裂。
实施例13
按照实施例1的工艺进行铝合金挤压型材制备，与实施例1的区别在于，挤压温度为470℃。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面未开裂。
实施例14～15
按照实施例13的工艺进行铝合金挤压型材制备，与实施例13的区别在于，挤压速度分别为0.5～0.5m/min、0.76～0.82m/min。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面均未开裂。
实施例16
按照实施例13的工艺进行铝合金挤压型材制备，与实施例13的区别在于，挤压速度为0.98～1.02m/min。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面发白。
实施例17
按照实施例1的工艺进行铝合金挤压型材制备，与实施例1的区别在于，挤压温度为480℃。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面未开裂。
实施例18
按照实施例17的工艺进行铝合金挤压型材制备，与实施例17的区别在于，挤压速度为0.5～0.56m/min。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面未开裂。
实施例19
按照实施例17的工艺进行铝合金挤压型材制备，与实施例17的区别在于，挤压速度为0.76～0.82m/min。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面未开裂，表面发白。
实施例20
按照实施例17的工艺进行铝合金挤压型材制备，与实施例17的区别在于，挤压速度为0.98～1.02m/min。
对挤压后的型材表面进行观察，挤压后的型材表面微裂纹，直角处裂口。
由实施例1～20可知，挤压温度在430℃～480℃时均具有可挤压性，但在430℃时，挤压抗力较大，成型难度大，而在480℃时，挤压时型材表面发白，挤压速度较慢。本发明中的挤压温度为450～470℃，挤压速度为0.2～0.8m/min。
实施例21
依次将铸锭挤压、淬火、拉伸、切头尾取样、精矫、时效、切成品、成品检查和包装入库，得到铝合金挤压型材；
所述铸锭的温度为450℃(挤压温度)；
所述挤压过程中的筒温为435℃，模具温度为430℃，模具加热保温时间为3h，挤压速度为0.5m/min；
所述淬火的固溶保温温度为530℃，固溶保温时间为20min；
所述拉伸的拉伸率为3％；
所述时效的温度为165℃时间为18h。
采用GB/T 16865《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》对制备得到的铝合金挤压型材进行屈服强度、抗拉强度和延伸率的检测，检测结果为，屈服强度为301MPa，抗拉强度为403MPa，延伸率为11％。
实施例22
按照实施例21的方法进行铝合金挤压型材的制备，与实施例21的区别在于，淬火的固溶保温温度为530℃，固溶保温时间为30min。
按照实施例21的方法对制备得到的铝合金型材进行力学性能检测，检测结果为，屈服强度为292MPa，抗拉强度为403MPa，延伸率为10％。
实施例23
按照实施例21的方法进行铝合金挤压型材的制备，与实施例21的区别在于，挤压温度为460℃，时效温度为191℃时间为18h。
按照实施例21的方法对制备得到的铝合金型材进行力学性能检测，检测结果为，屈服强度为354MPa，抗拉强度为453MPa，延伸率为13％。
实施例24
按照实施例22的方法进行铝合金挤压型材的制备，与实施例22的区别在于，挤压温度为460℃。
按照实施例21的方法对制备得到的铝合金型材进行力学性能检测，检测结果为，屈服强度为293MPa，抗拉强度为412MPa，延伸率为8.5％。
实施例25
按照实施例21的工艺进行铝合金挤压型材制备，与实施例21的区别在于，挤压温度为470℃。
按照实施例21的方法对制备得到的铝合金型材进行力学性能检测，检测结果为，屈服强度为295MPa，抗拉强度为430MPa，延伸率为10％。
实施例26
按照实施例23的工艺进行铝合金挤压型材制备，与实施例23的区别在于，挤压温度为470℃，淬火的固溶保温时间为30min。
按照实施例21的方法对制备得到的铝合金型材进行力学性能检测，检测结果为，屈服强度为365MPa，抗拉强度为464MPa，延伸率为14.5％。
由实施例21～26可知，淬火时固溶保温20min与保温30min，性能差距不大，不同的挤压温度对产品的性能也影响不大；而时效为191℃保温18小时相比于时效为165℃保温18小时，性能较好。
实施例27
依次将铸锭挤压、淬火、拉伸、切头尾取样、精矫、时效、切成品、成品检查和包装入库，得到铝合金挤压型材；
所述铸锭的温度为460℃；
所述挤压过程中的筒温为435℃，模具温度为420℃，模具加热保温时间为4h，挤压温度为460℃，挤压速度为0.5m/min；
所述淬火的固溶保温温度为530℃，固溶保温时间为30min；
所述拉伸的拉伸率为3％；
所述时效的温度为191℃时间为18h。
按照实施例21的方法对制备得到的铝合金挤压型材进行力学性能检测，检测结果为，屈服强度为368MPa，抗拉强度为459MPa，延伸率为12％。
实施例28
依次将铸锭挤压、淬火、拉伸、切头尾取样、精矫、时效、切成品、成品检查和包装入库，得到铝合金挤压型材；
所述铸锭的温度为450℃；
所述挤压过程中的筒温为430℃，模具温度为400℃，模具加热保温时间为3h，挤压温度为450℃，挤压速度为0.2m/min；
所述淬火的固溶保温温度为525℃，固溶保温时间为20min；
所述拉伸的拉伸率为2％；
所述时效的温度为186℃时间为18h。
按照实施例21的方法对制备得到的铝合金挤压型材进行力学性能检测，检测结果为，屈服强度为356MPa，抗拉强度为445MPa，延伸率为13％。
实施例29
依次将铸锭挤压、淬火、拉伸、切头尾取样、精矫、时效、切成品、成品检查和包装入库，得到铝合金挤压型材；
所述铸锭的温度为470℃；
所述挤压过程中的筒温为440℃，模具温度为450℃，模具加热保温时间为5h，挤压温度为470℃，挤压速度为0.8m/min；
所述淬火的固溶保温温度为535℃，固溶保温时间为30min；
所述拉伸的拉伸率为4％；
所述时效的温度为196℃时间为18h。
按照实施例21的方法对制备得到的铝合金挤压型材进行力学性能检测，检测结果为，屈服强度为344MPa，抗拉强度为438MPa，延伸率为11.5％。
由以上实施例可知，本发明提供了一种2219T8511铝合金挤压型材的制备方法，包括：依次将铸锭进行挤压、淬火、拉伸、取样、精矫和时效；所述挤压过程中的挤压温度为450～470℃，挤压速度为0.2～0.8m/min。本发明提供的制备方法获得的铝合金型材各项性能指标均较好，形成了2219T8511型材挤压生产稳定可行的工艺制度，在该类合金的生产技术方面积累了经验，为开拓该类型产品的市场提供了可靠的技术保证，并为以后推广更科学的生产方式做了很好的尝试和铺垫。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种2219T8511铝合金挤压型材的制备方法，包括：
依次将铸锭进行挤压、淬火、拉伸、取样、精矫和时效；所述挤压过程中的挤压温度为450～470℃，挤压速度为0.2～0.8m/min。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铸锭的成分为：
≤0.20wt％的Si；
≤0.30wt％的Fe；
5.8～6.8wt％的Cu；
0.20～0.40wt％的Mn；
≤0.02wt％的Mg；
≤0.10wt％的Zn；
0.05～0.15wt％的V；
0.02～0.10wt％的Ti；
0.10～0.25wt％的Zr；
其他元素单体≤0.05wt％；
其他元素总和≤0.15wt％；
余量为Al。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铸锭的温度为450～470℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挤压过程中的挤压系数为16～17。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挤压过程中挤压筒的温度为420～440℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挤压过程中模具的温度为400～450℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淬火的温度为525～535℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拉伸的拉伸率为2～4％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时效的温度为185～195℃。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时效的时间为15～20h。
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