CN112725668A - 一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，本发明涉及铝合金加工技术领域。本发明要解决现有6061铝合金棒材生产工艺，在挤压时经常出现粗晶环，造成材料物理性能明显下降的技术问题。方法：铸锭熔铸、铸锭加热、挤压工艺、棒材淬火、拉伸矫直、棒材人工时效。本发明方法挤压的铝合金产品无粗晶环组织缺陷，各项性能指标均达到标准要求，提高了材料的力学性能，提高了材料的承载能力、使用寿命和使用安全性，降低了材料的使用风险。本发明用于制备6061铝合金棒材。

Description

一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法
技术领域
本发明涉及铝合金加工技术领域。
背景技术
6061铝合金属于Al-Mg-Si系合金，具有良好的塑性和高温性能。在6061铝合金棒材挤压中，经常出现粗晶环，会造成材料物理性能明显下降，影响材料的正常使用，造成使用风险。
针对上述问题，有必要对6061铝合金棒材的工艺进行优化改进，避免粗晶环等组织缺陷的产生，满足用户标准，提高材料的物理性能水平，同时也具有良好的经济利益。
发明内容
本发明要解决现有6061铝合金棒材生产工艺，在挤压时经常出现粗晶环，造成材料物理性能明显下降的技术问题，而提供一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法。
一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，具体按以下步骤进行：
一、按照元素质量百分含量为：Si：0.4％～0.8％、Fe：0.7％、Cu：0.15％～0.40％、Mn：0.08％～0.12％、Mg：0.8％～1.2％、Cr：0.04％～0.35％、Zn≤0.25％、Ti：≤0.15％、单个杂质≤0.05％、合计杂质≤0.15％和余量Al将原料进行熔铸，获得铝合金铸锭；原料为纯铝锭、纯镁锭、铝钛中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金、阴极铜、铝铬中间合金、铝锰中间合金和锌锭；
二、将步骤一获得的铝合金铸锭进行加热处理，控制感应炉加热温度为490～530℃，加热时间为1～30min；
三、将模具加热至450～500℃，挤压筒加热至430～470℃，然后放入步骤二处理的铝合金铸锭，控制挤压速度为0.25～0.40m/min进行挤压，获得铝合金棒材；
四、将步骤三获得的铝合金棒材进行淬火处理，控制淬火温度为527～530℃；
五、将步骤四处理的铝合金棒材进行张力拉伸；
六、将步骤五处理的铝合金棒材进行人工时效处理，获得6061铝合金棒材，完成该方法。
本发明的有益效果是：
本发明控制铝合金棒材中Cr：0.04％～0.35％、Mn：0.08％～0.12％，Cr、Mn与金属Al形成CrAl7、MnAl6金属化合物，使晶核形核率和长大速率都下降，显著提高了再结晶温度，阻碍了在挤压过程中粗晶环的生长。本发明加热温度为490～530℃，高温挤压有利于第二项的析出与聚集，增加强化效应，提高了再结晶温度，加强了对晶粒长大的阻碍作用，促使粗晶环减少。挤压的铝合金产品无粗晶环组织缺陷，各项性能指标均达到标准要求，其具体要求为：抗拉强度≥260MPa，屈服强度≥240MPa，伸长率≥9％，通过本工艺方法得到的结果：抗拉强度≥267MPa，屈服强度≥255MPa，伸长率≥9.4％，提高了材料的力学性能，提高了材料的承载能力、使用寿命和使用安全性，降低了材料的使用风险。
本发明用于制备6061铝合金棒材。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，具体按以下步骤进行：
一、按照元素质量百分含量为：Si：0.4％～0.8％、Fe：0.7％、Cu：0.15％～0.40％、Mn：0.08％～0.12％、Mg：0.8％～1.2％、Cr：0.04％～0.35％、Zn≤0.25％、Ti：≤0.15％、单个杂质≤0.05％、合计杂质≤0.15％和余量Al将原料进行熔铸，获得铝合金铸锭；原料为纯铝锭、纯镁锭、铝钛中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金、阴极铜、铝铬中间合金、铝锰中间合金和锌锭；
二、将步骤一获得的铝合金铸锭进行加热处理，控制感应炉加热温度为490～530℃，加热时间为1～30min；
三、将模具加热至450～500℃，挤压筒加热至430～470℃，然后放入步骤二处理的铝合金铸锭，控制挤压速度为0.25～0.40m/min进行挤压，获得铝合金棒材；
四、将步骤三获得的铝合金棒材进行淬火处理，控制淬火温度为527～530℃；
五、将步骤四处理的铝合金棒材进行张力拉伸；
六、将步骤五处理的铝合金棒材进行人工时效处理，获得6061铝合金棒材，完成该方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中熔铸温度为710～750℃，熔铸速度为25～95mm/min。其它与具体实施一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中控制加热温度510℃，加热处理为10min。其它与具体实施一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤三中将模具加热至480℃。其它与具体实施一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤三中将挤压筒加热至460℃。其它与具体实施一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三控制挤压速度为0.30m/min进行挤压。其它与具体实施一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤四中控制淬火温度为528℃。其它与具体实施一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤四淬火处理的棒材24h内进行步骤五所述张力拉伸处理。其它与具体实施一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤五控制张力拉伸率为0.5～1.5％。其它与具体实施一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤六所述人工时效处理温度为171～176℃，保温时间为8h。其它与具体实施一至九之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，具体按以下步骤进行：
一、按照元素质量百分含量为：Si：0.4％～0.8％、Fe：0.7％、Cu：0.15％～0.40％、Mn：0.08％～0.12％、Mg：0.8％～1.2％、Cr：0.04％～0.35％、Zn≤0.25％、Ti：≤0.15％、单个杂质≤0.05％、合计杂质≤0.15％和余量Al将原料进行熔铸，获得铝合金铸锭；熔铸温度为730℃，熔铸速度为60mm/min；原料为纯铝锭、纯镁锭、铝钛中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金、阴极铜、铝铬中间合金、铝锰中间合金和锌锭；
二、将步骤一获得的铝合金铸锭进行加热处理，控制感应炉加热温度为510℃，加热时间为10min；
三、将模具加热至480℃，挤压筒加热至460℃，然后放入步骤二处理的铝合金铸锭，控制挤压速度为0.30m/min进行挤压，获得铝合金棒材；
四、将步骤三获得的铝合金棒材进行淬火处理，控制淬火温度为528℃；
五、步骤四淬火处理的棒材24h内，将铝合金棒材进行张力拉伸；控制张力拉伸率为0.5～1.5％；
六、将步骤五处理的铝合金棒材进行人工时效处理，控制处理温度为171～176℃，保温时间为8h，获得6061铝合金棒材，完成该方法。
将本实施例制备的6061铝合金棒材进行试验结果如下：
抗拉强度MPa 屈服强度MPa 延伸率 粗晶环
267 256 9.6 无
270 258 9.4 无
269 255 9.5 无
通过上表可以看出，本工艺方法得到的结果：抗拉强度≥267MPa，屈服强度≥255MPa，伸长率≥9.4％，相比于标准要求：抗拉强度≥260MPa，屈服强度≥240MPa，伸长率≥9％，提高了材料的力学性能，提高了材料的承载能力、使用寿命和使用安全性，降低了材料的使用风险。

Claims (10)

1.一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：
一、按照元素质量百分含量为：Si：0.4％～0.8％、Fe：0.7％、Cu：0.15％～0.40％、Mn：0.08％～0.12％、Mg：0.8％～1.2％、Cr：0.04％～0.35％、Zn≤0.25％、Ti：≤0.15％、单个杂质≤0.05％、合计杂质≤0.15％和余量Al将原料进行熔铸，获得铝合金铸锭；原料为纯铝锭、纯镁锭、铝钛中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金、阴极铜、铝铬中间合金、铝锰中间合金和锌锭；
二、将步骤一获得的铝合金铸锭进行加热处理，控制感应炉加热温度为490～530℃，加热时间为1～30min；
三、将模具加热至450～500℃，挤压筒加热至430～470℃，然后放入步骤二处理的铝合金铸锭，控制挤压速度为0.25～0.40m/min进行挤压，获得铝合金棒材；
四、将步骤三获得的铝合金棒材进行淬火处理，控制淬火温度为527～530℃；
五、将步骤四处理的铝合金棒材进行张力拉伸；
六、将步骤五处理的铝合金棒材进行人工时效处理，获得6061铝合金棒材，完成该方法。
2.根据权利要求1所述的一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于步骤一中熔铸温度为710～750℃，熔铸速度为25～95mm/min。
3.根据权利要求1所述的一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于步骤二中控制加热温度510℃，加热处理为10min。
4.根据权利要求1所述的一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于步骤三中将模具加热至480℃。
5.根据权利要求1所述的一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于步骤三中将挤压筒加热至460℃。
6.根据权利要求1所述的一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于步骤三控制挤压速度为0.30m/min进行挤压。
7.根据权利要求1所述的一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于步骤四中控制淬火温度为528℃。
8.根据权利要求1所述的一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于步骤四淬火处理的棒材24h内进行步骤五所述张力拉伸处理。
9.根据权利要求1所述的一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于步骤五控制张力拉伸率为0.5～1.5％。
10.根据权利要求1所述的一种消除粗晶环的6061铝合金棒材生产方法，其特征在于步骤六所述人工时效处理温度为171～176℃，保温时间为8h。
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