CN112210701B - 一种高导电性能6101b合金挤压型材及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：Si：0.38‑0.40wt%，Fe：0‑0.10wt%，Cu：0.001‑0.003wt%，Mn：0.0035‑0.004wt%，Mg：0.55‑0.59wt%，Zn：0.01‑0.03wt%，Ti：0.005‑0.01wt%，余量为Al及不可避免的杂质。本发明的高导电性能6101B合金挤压型材，在6101的基础上，通过使用合金成分优化，使用特定的熔铸、挤压和时效加工工艺，使制得的高导电性能6101B合金挤压型材具有良好的力学性能和优异的导电性能。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金型材领域，尤其涉及导电轨用高导电性能铝合金型材领域，具体涉及一种高导电性能6101B合金挤压型材及其加工工艺。
背景技术
由于铝合金具有诸多优点，因而广泛应用于各个领域，不仅成形性强、回收率高、还具有成本低、撞击时不产生火花和导热、导电性能好的优点，在城市轨道交通中作为导电轨应用是其他金属材料不可替代的。6101因其良好的导电率，常作为导电轨首选铝合金，其力学性能(表1)和电导率(表2)须达到YS/T454-2003《铝及铝合金导体》标准要求以上。
表1：6101铝合金型材力学性能要求
表2：导电体(铝合金)的导电性能要求
| 牌号 | 制造方法或状态 | 导电率/％IACS |
| 1060 | 铸造、H112 | ≥61 |
| 1R35 | 铸造、H112 | ≥62 |
| 1350 | 铸造、H112 | ≥61 |
| 1100 | 铸造、H112 | ≥61 |
| 3003 | H16 | ≥32 |
| 6101 | T6、T6511、T10 | ≥55 |
| 6063 | T5、T6、T6511、T10 | ≥51 |
| 6R05 | T6、T6511、T10 | ≥52 |
经过20多年的发展，磁悬浮列车是一种新型的高速有轨地面运输系统，开创了铁路运输史上的新时代。磁悬浮运输系统是一种介于轮轨铁路和航空之间的一种独特的高速地面运输系统。导电轨是城市轨道交通中磁悬浮列车的重要动力传输部件，属高科技含量的产品，它对列车的高速运行、安全可靠等都起着十分重要的作用。对于高导电性能材料，目前世界上只有少数几个国家具备生产能力与工艺，我国在此方面的经验较少，高导电性能材料则完全依赖进口。
随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，城市轨道交通的快速发展，目前国内各大中城市都在大力发展高速地面运输体统。作为一种安全、快速、舒适的“绿色交通工具”，随着国内外对人类赖以生存的地球环保意识的不断加强，磁悬浮列车必将得到不断的普及和快速的发展。因此，导电轨型材的市场需求量将会大幅度增长，市场潜力相当巨大。
如今对于6101合金型材，提出了更高的力学性能和导电性能要求，既要保证高强度力学性能，又要求有优异的导电性能，大大超出国标性能要求。对于该合金的成分优化和加工工艺提出了更高的要求。6101产品的导电率IACS在国内同行业中所能达到的最高水平也就56％左右，要将产品的导电率IACS提升到57％以上，且力学性能保持较高水平。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种高导电性能6101B合金挤压型材及其加工工艺。本发明的高导电性能6101B合金挤压型材，在6101的基础上，通过使用合金成分优化，使用特定的熔铸、挤压和时效加工工艺，使制得的高导电性能6101B合金挤压型材具有良好的力学性能和优异的导电性能。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.38-0.40wt％，Fe：0-0.10wt％，Cu：0.001-0.003wt％，Mn：0.0035-0.004wt％，Mg：0.55-0.59wt％，Zn：0.01-0.03wt％，Ti：0.005-0.01wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
当其他合金元素加入铝中时，由于铝原子的位错会产生对原始晶格的影响，这种位错使电子通过材料的过程变得更加困难，电导率降低。此外，金中的元素会以不同形式析出，位错也会增加，这些都会增加自由电子移动的困难，最终导致铝合金基体的电导率下降。
合金元素含量对纯铝电导率也有一定影响。通常，合金随着溶质原子浓度的增大，点阵畸变增大，电阻率升高，电导率降低。
净化溶体，降低铁的含量，控制微量的Mn、Zn和Ti元素等的含量，可以大大提高合金的电导率。
优选的，所述高导电性能6101B合金挤压型材的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
本发明还提供一种所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝(铝钛硼丝的适量添加，细化晶粒的同时，不至于添加太多造成晶格畸变厉害，减少电子运动阻力，从而有利于提升电导率)，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度720℃-750℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为740℃-750℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分，使铝合金熔液的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在700℃-720℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度4-6m/min，挤压成型时圆铸棒温度480℃-510℃，模具温度420℃-450℃，挤压筒温度410±10℃，压余厚度≥45mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度510℃以上；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度≥250℃/min，矫直的拉伸量控制在0.4％-0.6％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度210±5℃保温12h-13h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
为了使合金获得优异的力学性能，又不得不添加合金元素，所以净化溶体并采用合适的熔铸、挤压和时效工艺变得尤为重要，找到最优化的方案，可以达到力学性能和电导率的一个平衡，既保证合金的力学性能，又具有较高的电导率。
合金中的传导电子在流动中与点阵中的正离子相碰撞而产生散射，这就表示电子在这个地方遭受偏析，其运动收到阻碍，电阻就是由于这种阻碍而造成的。电子波遭受的反射程度越大，合金中电子的平均自由程就越小，则合金的电阻率就越高，电导率越低。
铝合金挤压是个固溶淬火的过程。
合金固溶处理后，得到溶质原子和空位的双重过饱和固溶体。过饱和程度的增加，使固溶体基体晶格产生了较严重的歪扭畸变，基体点阵电子散射源的数量和密度增加，传导电子遭受散射的程度变大，平均自由程变小，导致了电阻率的升高，电导率减小。电阻率与晶体点阵中的点缺陷(如空位、间隙原子)密切相关，点缺陷所引起的点阵畸变也会使传导电子产生散射，从而提高电阻率。
固溶处理在晶界上形成不连续的晶界析出相，导致传导电子在晶界附近传导时受的阻碍作用改变小，从而使电导率升高。时效过程中晶界溶质原子的析出减少，使固溶体基体晶格产生歪扭畸变程度变小，基体点阵电子散射源的数量和密度减少，对传导电子的阻碍作用减小，导致电导率升高。
本发明主要通过以下3个方面使得导电率提高及兼顾力学好：
1)熔铸
一般纯铝的电导率最高，合金元素含量少。6101B为了获得一定合金的强度，必须添加合金元素Si和Mg，合金元素是对电导率有害，因此Si和Mg的含量合适搭配才能获得良好的力学性能和电导率。
此外采用高纯铝，进一步降低合金中的有害杂质元素，从而提高合金的电导率。
在线除气是除去溶体内部的有害气体，减少圆铸锭内部的气体含量，减少基体中的孔位，从而减少电子移动的阻力，可以提高电导率。
熔铸的铝棒均匀化过程，可消除基体内应力和成分偏析，减少点阵畸变的发生，从而使共有电子运动变得容易，提高电导率。
2)铝合金挤压
为了保证合金的强度，选用挤压比较大的挤压机进行挤压，提升有效挤压比可大大改善合金的组织致密度和晶粒度，可以提高合金的强度，但是挤压是一种大的塑性变形方式，挤压过程中的晶格变形越严重，电子散射程度就越强，从而降低了基体的电导率。
铝合金挤压是个固溶淬火的过程。
合金固溶处理后，得到溶质原子和空位的双重过饱和固溶体。过饱和程度的增加，使固溶体基体晶格产生了较严重的歪扭畸变，基体点阵电子散射源的数量和密度增加，传导电子遭受散射的程度变大，平均自由程变小，导致了电阻率的升高，电导率减小。电阻率与晶体点阵中的点缺陷(如空位、间隙原子)密切相关，点缺陷所引起的点阵畸变也会使传导电子产生散射，从而提高电阻率。
固溶处理在晶界上形成不连续的晶界析出相，导致传导电子在晶界附近传导时受的阻碍作用改变小，从而使电导率升高。时效过程中晶界溶质原子的析出减少，使固溶体基体晶格产生歪扭畸变程度变小，基体点阵电子散射源的数量和密度减少，对传导电子的阻碍作用减小，导致电导率升高。
挤压时适当控制圆铸锭温度，以平衡合金的强度和电导率，过低合金强度会降低，过高合金电导率的下降程度会增加。
控制挤压速度较低，减少晶格变形程度，减少合金电导率的下降程度。
挤压过程中保证铝棒清洁，减少杂质元素进入铝基体中，也可以有效提高合金的电导率，如(a)增加压余，减少铝棒缩尾，减少杂质进入合金基体内，提高电导率；(b)改用氮化硼涂料，减少杂质，提高电导率；(c)清理挤压筒，减少挤压筒内的杂质进入合金基体内，提高电导率。
3)时效热处理
铝合金时效热处理后强度会增加，而且电导率也会改变。通常合金的强度越高，电导率的值就会越低。当合金强化时，沉淀相的长大会增加材料的强度，而这些沉淀强化相也会影响电子的移动并降低材料的电导率。
铝合金峰值时效时，过饱和固溶体内的元素全部弥散均匀析出，此时合金的强度最高，但由于弥散析出相的密集分布会阻碍电子移动，故而峰值时效时合金的电导率降低。采用适当的过时效工艺，保证强度的前提下，可以最大化提高合金的电导率，主要是析出相长大，减少析出相的弥散分布，从而降低电子移动阻碍，在强度适中的情况下可以适当提高合金的电导率。
优选的，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为16-18wt％，Fe含量为0.1wt％以下；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
优选的，步骤13)中，所述搅拌使用电磁搅拌设备仪器对熔体进行顺/逆时针搅拌。
能有效控制成分均匀，主要Mg和Si元素的绝对偏差不超过±0.02％。
优选的，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
优选的，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
优选的，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为570±10℃，保温时间8h。
对所述铝合金棒进行均质处理时，如将均质温度设定过高，实际生产中有出现熔棒的风险，对设备、人身安全的危害极大；如均质温度过低，则无法将合金中低熔点共晶相回熔基体，影响合金性能。发明人经过大量实验最终确定均质处理工艺，温度为570±10℃，保温时间8h。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的高导电性能6101B合金挤压型材，在6101的基础上，通过使用合金成分优化，使用特定的熔铸、挤压和时效加工工艺，使制得的高导电性能6101B合金挤压型材具有良好的力学性能和优异的导电性能。
本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材，的抗拉强度≥210MPa，屈服强度≥168MPa，伸长率≥6％，导电率IACS≥57％。
1)本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材与传统导电合金6101的力学性能相当，但导电率远高于6101的电导率(标准要求其导电率IACS≥55％，一般行业最高水平导电率IACS≥56％)。本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材完全达到了高力学性能和高导电性能要求。
2)本发明采用了多种熔体净化技术(如采用高纯度原材料提高熔体纯净度、多次熔体精炼减少渣含量、在线除气减少有害气体对电导率的影响、双极过滤减少有害杂质元素)，保证了本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材，的抗拉强度≥210MPa，屈服强度≥168MPa，伸长率≥6％，导电率IACS≥57％；对于提高其他合金和生产具有重要指导意义和借鉴思路。
3)本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材性能满足标准的要求下，导电率由行业内的普遍水平56提升至57以上，实现了较大的突破，技术指标达到国内领先水平。电导率的提升对于导电轨应用过程中能耗的节约，具有较大经济效益。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.38-0.40wt％，Fe：0-0.10wt％，Cu：0.001-0.003wt％，Mn：0.0035-0.004wt％，Mg：0.55-0.59wt％，Zn：0.01-0.03wt％，Ti：0.005-0.01wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
优选的，所述高导电性能6101B合金挤压型材的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
本发明还提供一种所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度720℃-750℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为740℃-750℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分，使铝合金熔液的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在700℃-720℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度4-6m/min，挤压成型时圆铸棒温度480℃-510℃，模具温度420℃-450℃，挤压筒温度410±10℃，压余厚度≥45mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度510℃以上；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度≥250℃/min，矫直的拉伸量控制在0.4％-0.6％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度210±5℃保温12h-13h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
优选的，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为16-18wt％，Fe含量为0.1wt％以下；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
优选的，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
优选的，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
优选的，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为570±10℃，保温时间8h。
实施例2：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.38wt％，Fe：00.6wt％，Cu：0.001wt％，Mn：0.0035wt％，Mg：0.55wt％，Zn：0.01wt％，Ti：0.005wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
在本实施例中，所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度720℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为740℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在700℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度4m/min，挤压成型时圆铸棒温度480℃，模具温度420℃，挤压筒温度400℃，压余厚度45mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度510℃；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度250℃/min，矫直的拉伸量控制在0.4％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度205℃保温13h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
在本实施例中，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为16wt％，Fe含量为0.08wt％；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
在本实施例中，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
在本实施例中，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
在本实施例中，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为560℃，保温时间8h。
实施例3：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.40wt％，Fe：0.03wt％，Cu：0.003wt％，Mn：0.004wt％，Mg：0.59wt％，Zn：0.03wt％，Ti：0.01wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
在本实施例中，所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度750℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为750℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在720℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度6m/min，挤压成型时圆铸棒温度510℃，模具温度450℃，挤压筒温度420℃，压余厚度55mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度520℃；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度300℃/min，矫直的拉伸量控制在0.6％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度215℃保温12h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
在本实施例中，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为18wt％，Fe含量为0.06wt％；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
在本实施例中，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
在本实施例中，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
在本实施例中，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为580℃，保温时间8h。
实施例4：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
在本实施例中，所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度735℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5Kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为745℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在710℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度5m/min，挤压成型时圆铸棒温度495℃，模具温度435℃，挤压筒温度410℃，压余厚度50mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度515℃；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度260℃/min，矫直的拉伸量控制在0.5％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度210℃保温12.5h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
在本实施例中，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为17wt％，Fe含量为0.04wt％；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
在本实施例中，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
在本实施例中，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
在本实施例中，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为570℃，保温时间8h。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的高导电性能6101B合金挤压型材进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
| 序号 | 抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 伸长率(％) | 电导率 |
| 实施例2 | 211 | 174 | 6.6 | 57.1 |
| 实施例3 | 216 | 172 | 6.3 | 57.3 |
| 实施例4 | 220 | 183 | 6.4 | 57.6 |
从上表可以看出，本发明的高导电性能6101B合金挤压型材的综合力学性能优异。
国标GB/T 6892-2015中规定的6101B-T6状态，合金的抗拉强度≥215MPa，屈服强度≥160MPa，伸长率≥6％；本发明的高导电性能6101B合金挤压型材的力学性能接近国标6101B性能，完全满足6101的力学性能要求。其电导率IACS≥57％，远高于YS/T 454-2003《铝及铝合金导体》标准要求6101导电率IACS≥55％。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，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 (2)
1.一种高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，其特征在于，包括下列步骤：
1）熔铸：
11）将纯度大于等于99.9%的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12）将经步骤11）处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度720℃-750℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为16-18wt%，Fe含量为0.1wt%以下；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.%；
13）在铝合金熔液温度为740℃-750℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分，使铝合金熔液的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.38-0.39wt%，Fe：0-0.02wt%，Cu：0.001-0.002wt%，Mn：0.0038wt%，Mg：0.57wt%，Zn：0.01-0.03wt%，Ti：0.0075wt%，余量为Al及不可避免的杂质；
14）静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在700℃-720℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板；所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒；
15）将步骤14）得到的所述铝合金棒进行均质处理；均质处理工艺的温度控制为570±10℃，保温时间8h；
2）将步骤1）得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度4-6m/min，挤压成型时圆铸棒温度480℃-510℃，模具温度420℃-450℃，挤压筒温度410±10℃，压余厚度≥45mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度510℃以上；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度≥250℃/min，矫直的拉伸量控制在0.4%-0.6%，得到铝合金型材；
3）将步骤2）得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度210±5℃保温12h-13h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
2.一种采用权利要求1所述加工工艺制得的高导电性能6101B合金挤压型材。
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