CN112941432B - 6系铝型材及铝型材的热处理工艺 - Google Patents

6系铝型材及铝型材的热处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于铝合金热处理工艺技术领域，公开了一种6系铝型材，其成份的质量百分含量为：Si，0.6‑0.7％；Fe，0.25‑0.7％；Cu，0.15‑0.3％；Mn，0.1‑0.15％；Mg，0.85‑1.05％；Cr，0.1‑0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.02‑0.05％；余量为铝。本发明还公开了一种铝型材的热处理工艺，包括如下步骤：铸棒均质处理、挤压处理、淬火处理、矫形、锯切及自然时效处理、稳定化处理。与相关技术相比，本发明一种铝型材的热处理工艺通过低温短时的预先热处理，使亚稳态的6系T4铝型材达到一个相对稳定的性能稳定期，以满足后续折弯工艺及再次时效硬化的需求。其抑制了停放时间对6系铝型材性能的影响，获得了相对宽松的性能稳定期。降低了后续折弯工序因停放效应和自然时效带来的效率和质量损失，提高了工作质量。

Description

6系铝型材及铝型材的热处理工艺
技术领域
本发明属于铝合金热处理工艺技术领域，具体涉及一种6系铝型材及铝型材的热处理工艺。
背景技术
新能源汽车用铝型材因外形需要进行大量的折弯处理。6系铝合金型材在T4状态下具备良好的折弯性能，强度适中延展性好。经过折弯后的T4态铝型材再经过时效硬化后可以达到T6态，力学性能得到大幅提升，而折弯后的外形基本不变。这一特性使得6系铝合金型材在汽车轻量化市场中占有重要的地位。相关技术中，因产品需折弯，故6系铝合金经过挤压后充分固溶后不做时效处理，交付T4态型材至负责折弯工序的一方，在较低的屈服强度和较高的延伸率条件下进行折弯处理。为保障折弯的效率和质量，T4态型材需处于一个较稳定范围内进行折弯(具体指屈服强度在一定范围内)。因6系铝合金固溶后存在停放效应和自然时效的特点，具体为：随着停放时间的延长，强度和硬度先降后升。为了保证折弯时屈服强度在一定范围内，相关技术中，采用控制停放时间来得到较好的折弯性能。具体是指：需控制6系铝合金经过挤压后充分固溶后，到折弯工序开始时二者之间的时间间隔，因为这样能保证折弯时屈服强度在一定范围内，利于保证模具折弯的效果。相关技术的不足在于，负责折弯工序的一方需严格控制待折弯的物料的滞留时间，通过控制停放时间来保证折弯时屈服强度在一定范围内，得到相对稳定的折弯性能，这种方法非常被动，增加了排产和现场物料管理的难度，无法适应工业化生产的需要，容易出现强度过高或过低问题，而造成折弯效率低下质量不稳定等问题。
因此，实有必要提供一种新的6系铝型材及其热处理工艺解决上述技术问题。
发明内容
本发明公开了一种6系铝型材，其成份的质量百分含量为：Si，0.6-0.7％；Fe，0.25-0.7％；Cu，0.15-0.3％；Mn，0.1-0.15％；Mg，0.85-1.05％；Cr，0.1-0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.02-0.05％；余量为铝。
优选的，6系铝型材的成份的质量百分含量为：Si，0.6％；Fe，0.25％；Cu，0.3％；Mn，0.1％；Mg，0.85％；Cr，0.1％；Zn≤0.1％；Ti，0.02％；余量为铝。
优选的，6系铝型材的成份的质量百分含量为：Si，0.7％；Fe，0.7％；Cu，0.15％；Mn，0.15％；Mg，1.05％；Cr，0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.05％；余量为铝。
本发明还公开了一种铝型材的热处理工艺，包括如下步骤：
S1，铸棒均质处理：取铸棒，对铸棒进行均质处理；其中：铸棒的成份的质量百分含量为Si，0.6-0.7％；Fe，0.25-0.7％；Cu，0.15-0.3％；Mn，0.1-0.15％；Mg，0.85-1.05％；Cr，0.1-0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.02-0.05％；余量为铝；
S2，挤压处理：将S1中完成均质处理后的铸棒进行加热处理；当铸棒的温度为470℃-490℃时进行挤压，得到挤压型材；
S3，淬火处理：将S2中制得的挤压型材进行淬火处理，挤压型材在淬火前的温度≥510℃；
S4，矫形、锯切及自然时效处理：将步骤S3中淬火后的挤压型材进行拉直矫形，并锯切为所需长度，进行自然时效，形成半成品；
S5，稳定化处理：将经步骤S4自然时效后的半成品装入加热炉中，加热置炉炉子温度达到115-125℃后，保温1.4-1.6h，再将半成品从加热炉中取出，自然冷却，完成稳定化处理。
优选的，步骤S1中，均质处理为：将铸棒在560℃-580℃温度范围内保温6h-10h。
优选的，步骤S1中，均质处理为：将铸棒在570℃在温度内保温6h。
优选的，步骤S2中，当铸棒的温度为480℃时进行挤压，得到挤压型材；挤压速度为：10-12m/min。
优选的，步骤S3中，通过强风冷或风雾冷或水冷的方式进行淬火处理。
优选的，步骤S5中，将步骤S4中的半成品装入加热炉中，加热置炉温度达到120℃后，保温1.5h后，将半成品从加热炉中取出，自然冷却，完成稳定化处理。
优选的，需控制步骤S3淬火处理完成后到步骤S5稳定化处理开始前的时间间隔小于12h；控制步骤S4中锯切完成后到步骤S5稳定化处理开始前的时间间隔小于10h。
与相关技术相比，本发明一种铝型材的热处理工艺通过低温短时的预先热处理，使亚稳态的6系T4铝型材达到一个相对稳定的性能稳定期，以满足后续折弯工艺及再次时效硬化的需求。其抑制了停放时间对6系铝型材性能的影响，获得了相对宽松的性能稳定期。降低了后续折弯工序因停放效应和自然时效带来的效率和质量损失，提高了工作质量。
附图说明
图1为未停放直接时效Mg2Si扫描电镜图；
图2为停放3天后又时效后的Mg2Si扫描电镜图；
图3为120℃稳定化处理0.5h的Mg2Si扫描电镜图；
图4为120℃稳定化处理1.5h的Mg2Si扫描电镜图；
图5为120℃稳定化处理24h的Mg2Si扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
一种6系铝型材，其成份的质量百分含量为：Si，0.6-0.7％；Fe，0.25-0.7％；Cu，0.15-0.3％；Mn，0.1-0.15％；Mg，0.85-1.05％；Cr，0.1-0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.02-0.05％；余量为铝。
实施例2
一种6系铝型材，其成份的质量百分含量为：Si，0.6％；Fe，0.25％；Cu，0.3％；Mn，0.1％；Mg，0.85％；Cr，0.1％；Zn≤0.1％；Ti，0.02％；余量为铝。
实施例3
一种6系铝型材，其成份的质量百分含量为：6系铝型材的成份的质量百分含量为：Si，0.7％；Fe，0.7％；Cu，0.15％；Mn，0.15％；Mg，1.05％；Cr，0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.05％；余量为铝。
实施例4
一种铝型材的热处理工艺，包括如下步骤：
S1，铸棒均质处理：取铸棒，对铸棒进行均质处理；其中：铸棒的成份的质量百分含量为Si，0.6-0.7％；Fe，0.25-0.7％；Cu，0.15-0.3％；Mn，0.1-0.15％；Mg，0.85-1.05％；Cr，0.1-0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.02-0.05％；余量为铝；具体地，均质处理为：将铸棒在560℃-580℃温度范围内保温6h-10h。步骤S1中，均质处理为：将铸棒在570℃在温度内保温6h。
S2，挤压处理：将S1中完成均质处理后的铸棒进行加热处理；当铸棒的温度为480℃时进行挤压，得到挤压型材；具挤压速度为：10-12m/min。
S3，淬火处理：将S2中制得的挤压型材进行淬火处理，挤压型材在淬火前的温度≥510℃；具体地，通过强风冷或风雾冷或水冷的方式进行淬火处理。
S4，矫形、锯切及自然时效处理：将步骤S3中淬火后的挤压型材进行拉直矫形，并锯切为所需长度，进行自然时效，形成半成品。
S5，稳定化处理：将经步骤S4自然时效后的半成品装入加热炉中，加热置炉炉子温度达到120℃后，保温1.5h，再将半成品从加热炉中取出，自然冷却，完成稳定化处理。
本发明一种铝型材的热处理工艺中，需控制步骤S3淬火处理完成后到步骤S5稳定化处理开始前的时间间隔小于12h；控制步骤S4中锯切完成后到步骤S5稳定化处理开始前的时间间隔小于10h。
需要说明的是，本发明中所述的停放是指自然时效的状态。
效果说明：在新能源汽车用骨架的生产中，利用本实施例一种铝型材的热处理工艺进行合金优化、挤压工艺控制和稳定化处理后，得到型材产品屈服强度150±10MPa，断后伸长率≥20％的6系铝合金型材，停放1个月后，性能未超出上述标准范围。需要说明的是，本发明一种铝型材的热处理工艺可广泛应用于2、6、7系铝合金折弯类产品，产品多用于如轨道交通、轻量化汽车等领域。
下面通过说明书附图说明本发明得到过程，说明书附图还说明了本发明中部分工序的原理。对比附图1-2可知，停放过程会产生Mg2Si强化相的析出，正是这些强化相的析出造成了T4态材料性能随停放时间的延长而逐渐增加。对比附图3-5可知，通过稳定化预处理，可以提前将必然析出的Mg2Si强化相可控的析出，并保持相对稳定。如图附图3-5所示，随着稳定化处理时间延长，Mg2Si的数量、密度更大，颗粒度更细小。试验发现，采用120℃1.5h稳定化处理，可得到强度适中折弯性能良好且不随停放时间明显变化的铝合金。
与相关技术相比，本发明一种铝型材的热处理工艺通过低温短时的预先热处理，使亚稳态的6系T4铝型材达到一个相对稳定的性能稳定期，以满足后续折弯工艺及再次时效硬化的需求。其抑制了停放时间对6系铝型材性能的影响，获得了相对宽松的性能稳定期。降低了后续折弯工序因停放效应和自然时效带来的效率和质量损失，提高了工作质量。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝型材的热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1，铸棒均质处理：取铸棒，对铸棒进行均质处理；其中：铸棒的成份的质量百分含量为Si，0.6-0.7％；Fe，0.25-0.7％；Cu，0.15-0.3％；Mn，0.1-0.15％；Mg，0.85-1.05％；Cr，0.1-0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.02-0.05％；余量为铝；
S2，挤压处理：将S1中完成均质处理后的铸棒进行加热处理；当铸棒的温度为470℃-490℃时进行挤压，得到挤压型材；
S3，淬火处理：将S2中制得的挤压型材进行淬火处理，挤压型材在淬火前的温度≥510℃；
S4，矫形、锯切及自然时效处理：将步骤S3中淬火后的挤压型材进行拉直矫形，并锯切为所需长度，进行自然时效，形成半成品；
S5，稳定化处理：将经步骤S4自然时效后的半成品装入加热炉中，加热置炉炉子温度达到115-120℃后，保温1.4-1.6h，再将半成品从加热炉中取出，自然冷却，完成稳定化处理。
2.根据权利要求1所述的铝型材的热处理工艺，其特征在于，步骤S1中，均质处理为：将铸棒在560℃-580℃温度范围内保温6h-10h。
3.根据权利要求1所述的铝型材的热处理工艺，其特征在于，步骤S1中，均质处理为：将铸棒在570℃在温度内保温6h。
4.根据权利要求1所述的铝型材的热处理工艺，其特征在于，步骤S2中，当铸棒的温度为480℃时进行挤压，得到挤压型材；挤压速度为：10-12m/min。
5.根据权利要求1所述的铝型材的热处理工艺，其特征在于，步骤S3中，通过强风冷或风雾冷或水冷的方式进行淬火处理。
6.根据权利要求1所述的铝型材的热处理工艺，其特征在于，步骤S5中，将步骤S4中的半成品装入加热炉中，加热置炉温度达到120℃后，保温1.5h后，将半成品从加热炉中取出，自然冷却，完成稳定化处理。
7.根据权利要求1-5任一项所述的铝型材的热处理工艺，其特征在于，需控制步骤S3淬火处理完成后到步骤S5稳定化处理开始前的时间间隔小于12h；控制步骤S4中锯切完成后到步骤S5稳定化处理开始前的时间间隔小于10h。
8.一种6系铝型材，其特征在于，所述6系铝型材采用如权利要求1～7任一项所述的铝型材的热处理工艺制得，其成份的质量百分含量为：Si，0.6-0.7％；Fe，0.25-0.7％；Cu，0.15-0.3％；Mn，0.1-0.15％；Mg，0.85-1.05％；Cr，0.1-0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.02-0.05％；余量为铝。
9.根据权利要求8所述的6系铝型材，其特征在于，所述6系铝型材的成份的质量百分含量为：Si，0.6％；Fe，0.25％；Cu，0.3％；Mn，0.1％；Mg，0.85％；Cr，0.1％；Zn≤0.1％；Ti，0.02％；余量为铝。
10.根据权利要求8所述的6系铝型材，其特征在于，所述6系铝型材的成份的质量百分含量为：Si，0.7％；Fe，0.7％；Cu，0.15％；Mn，0.15％；Mg，1.05％；Cr，0.15％；Zn≤0.1％；Ti，0.05％；余量为铝。
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