CN113351672B - 一种6系铝合金型材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种6系铝合金型材的制备方法，包括加热处理；均质处理以及挤压处理的步骤，在挤压处理中采用段速挤压的方式进行挤压，所述段速挤压的过程中采用的模具包括上模、下模以及排气组件。本发明通过优化铝合金挤压的模具，在模具的上模和下模的接触面设置排气组件，使得接触面与外界连通，能从根本上消除吸合现象以及脱开动作，并在本发明限定的挤压条件下，能保证挤压的稳定性以及挤压的质量；本发明能有效解决6系铝合金在挤压过程中出现假接头的问题，得到析出相尺寸小，更均匀化的6系铝合金型材，有助于降低成产成本。

Description

一种6系铝合金型材的制备方法

技术领域

本发明涉及铝合金型材的制备领域，具体而言，涉及一种6系铝合金型材的制备方法。

背景技术

铝在众多应用领域中被认为是最为经济实用的，在其中加入合金元素及运用热处理方式来强化铝作为结构材料，从而诞生出铝合金，其中6系铝合金又称“铝镁硅合金”，是热处理型的耐腐蚀性铝合金，强度和耐腐蚀性能较高，均匀性较好，是目前市场上较为流通的产品，在工程应用尤为重要，主要用于挤压型材。由于在常规的6系铝合金生产中多采用多件组合模具，使得6系铝合金在挤压的过程中容易产生假接头的现象，不仅影响6系铝合金的外观，还会影响6系铝合金的生产质量。为了消除假接头的现象，需要对假接头的部位进行打磨修复，耗费大量的人力物力，甚至出现假接头的产品只能报废，导致生产成本的提高。现有技术中针对假接头缺陷的解决方式为：在组合模各模块之间的接触面用润滑剂或者锡箔纸或者滑石粉等填充缝隙，起到密封作用，从而防止在挤压过程中正向受力变形变化，造成接触面间歇性脱开导致工作带振动引起型材出料假接头。但该方案存在以下缺点：一是密封的效果不稳定并且持久性较低，二是密封的方式会引起下模工作带受力情况的改变，进而影响出材尺寸，这种变化是微小的，但是对于部分公差较严格或者壁厚低于2mm或者断面为多腔体结构的产品来说是致命的，会导致型材变形、壁厚薄等成型问题，无法正常生产。因此，研究铝合金型材的制备方法以解决出现假接头缺陷具有极其重要的意义。

综上，在制备6系铝合金型材领域，仍然存在亟待解决的上述问题。

发明内容

基于此，为了解决现有技术中制备6系铝合金型材过程中容易产生假接头的问题，本发明提供了一种6系铝合金型材的制备方法，具体技术方案如下：

一种6系铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：加热处理；均质处理以及挤压处理；其中，所述挤压处理中采用段速挤压的方式进行挤压，所述段速挤压的过程中采用的模具包括上模、下模以及排气组件，所述上模设置有处理孔；所述排气组件由设置在所述上模以及所述下模的接触面之间的第一导通槽、第二导通槽、第三导通槽、第四导通槽以及第五导通槽构成，所述第一导通槽沿着所述上模的圆周方向设置，所述第二导通槽的两端分别与所述第一导通槽连通；所述第三导通槽的一端与所述处理孔连通，所述第三导通槽的另一端与外界连通；所述第四导通槽的一端与所述第三导通槽连通，所述第四导通槽的另一端与所述第一导通槽连通，所述第五导通槽的一端与所述第一导通槽连通，所述第五导通槽的另一端与外界连通。

进一步地，所述加热处理为：将6系铝合金铸棒加热至470℃-500℃，得到加热处理后的6系铝合金铸棒。

进一步地，所述均质处理为：将加热处理后的6系铝合金铸棒放置在550℃-570℃的温度条件下保温8h-12h，得到均质处理后的6系铝合金铸棒。

进一步地，所述段速挤压包括将均质处理后的6系铝合金铸棒在第一挤压速度、第二挤压速度以及第三挤压速度下进行挤压处理。

进一步地，所述第一挤压速度为1mm/s-3mm/s；所述第二挤压速度为3.2mm/s-3.8mm/s；所述第三挤压速度为4.2mm/s-5.0mm/s。

进一步地，所述第一挤压速度进行挤压处理时的第一挤压温度为500℃-540℃；所述第二挤压速度进行挤压处理时的第二挤压温度为545℃-560℃；所述第三挤压速度进行挤压处理时的第三挤压温度为565℃-580℃。

进一步地，在所述段速挤压前，所述模具加热至440℃-480℃。

进一步地，在所述段速挤压，淬火速率≥5℃/s。

进一步地，所述上模设置有处理孔，所述导通槽与所述处理孔连通。

进一步地，所述6系铝合金型材包括以下质量百分比的元素：

Mg 0.48％-0.85％；Si 0.38％-0.82％；Fe≤0.15％；Zn≤0.03％；Ti≤0.03％；Mn0.03％-0.06％；Cr 0.03％-0.06％；Cu≤0.03％；余量为Al和不可避免的杂质。

上述方案中通过优化铝合金挤压的模具，在模具的上模和下模的接触面设置排气组件，使得接触面与外界连通，能从根本上消除吸合现象以及脱开动作，并在本发明限定的挤压条件下，能保证挤压的稳定性以及挤压的质量；本发明能有效解决6系铝合金在挤压过程中出现假接头的问题，得到析出相尺寸小，更均匀化的6系铝合金型材，有助于降低成产成本。

附图说明

图1是本发明一实施例中模具的俯视示意图；

图2是本发明一实施例中模具的侧视示意图。

附图标记说明：

1、上模；2、下模；3、第一导通槽；4、第二导通槽；5、第三导通槽；6、第四导通槽；7、第五导通槽；8、处理孔。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例中的一种6系铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：加热处理、均质处理以及挤压处理；其中，所述挤压处理中采用段速挤压的方式进行挤压，所述段速挤压的过程中采用的模具包括上模1、下模2以及排气组件，所述上模1设置有处理孔8，所述处理孔8用于热处理工艺；所述排气组件由设置在所述上模1以及所述下模2的接触面之间的第一导通槽3、第二导通槽4、第三导通槽5、第四导通槽6以及第五导通槽7构成，所述第一导通槽3沿着所述上模1的圆周方向设置，所述第二导通槽4的两端分别与所述第一导通槽3连通；所述第三导通槽5的一端与所述处理孔8连通，所述第三导通槽5的另一端与外界连通；所述第四导通槽6的一端与所述第三导通槽5连通，所述第四导通槽6的另一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的另一端与外界连通。

在其中一个实施例中，所述加热处理为：将6系铝合金铸棒加热至470℃-500℃，得到加热处理后的6系铝合金铸棒。

在其中一个实施例中，所述均质处理为：将加热处理后的6系铝合金铸棒放置在550℃-570℃的温度条件下保温8h-12h，得到均质处理后的6系铝合金铸棒。

在其中一个实施例中，所述段速挤压包括将均质处理后的6系铝合金铸棒在第一挤压速度、第二挤压速度以及第三挤压速度下进行挤压处理。

在其中一个实施例中，所述第一挤压速度为1mm/s-3mm/s；所述第二挤压速度为3.2mm/s-3.8mm/s；所述第三挤压速度为4.2mm/s-5.0mm/s。

在其中一个实施例中，所述第一挤压速度进行挤压处理时的第一挤压温度为500℃-540℃；所述第二挤压速度进行挤压处理时的第二挤压温度为545℃-560℃；所述第三挤压速度进行挤压处理时的第三挤压温度为565℃-580℃。

在其中一个实施例中，挤出的6系铝合金型材达到稳定距离后，调节至第二挤压速度；挤出的6系铝合金型材距离出料末端超出稳定距离后，再调节至第三挤压速度。

在其中一个实施例中，所述稳定距离为3000mm。

在其中一个实施例中，在段速挤压时，所述模具的型腔压力为50Mpa-180Mpa。

通过设置段速挤压的方式，能减少挤压压力波动，减少6系铝合金型材尺寸不均匀，有助于获得质量更高的6系铝合金型材。

在其中一个实施例中，在所述段速挤压前，所述模具加热至440℃-480℃。

在其中一个实施例中，所述段速挤压还包括淬火处理，淬火速率≥5℃/s。

在其中一个实施例中，所述6系铝合金型材包括以下质量百分比的元素：Mg0.48％-0.85％；Si 0.38％-0.82％；Fe≤0.15％；Zn≤0.03％；Ti≤0.03％；Mn 0.03％-0.06％；Cr 0.03％-0.06％；Cu≤0.03％；余量为Al和不可避免的杂质。

上述方案中通过优化铝合金挤压的模具，在模具的上模1和下模2的接触面设置排气组件，使得接触面与外界连通，能从根本上消除吸合现象以及脱开动作，保证挤压的稳定性以及挤压的质量；本发明能有效解决6系铝合金在挤压过程中出现假接头的问题，得到析出相尺寸小，更均匀化的6系铝合金型材，有助于降低成产成本。

下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。

实施例1：

一种6系铝合金型材的制备方法,包括以下步骤：

将6系铝合金铸棒加热至470℃，然后放置在550℃的温度条件下保温8，得到均质处理后的6系铝合金铸棒；

将模具加热至440℃，保持模具的型腔压力为50Mpa；

其中，所述模具包括上模1、下模2以及排气组件，所述上模1设置有处理孔8；所述排气组件由设置在所述上模1以及所述下模2的接触面之间的第一导通槽3、第二导通槽4、第三导通槽5、第四导通槽6以及第五导通槽7构成，所述第一导通槽3沿着所述上模1的圆周方向设置，所述第二导通槽4的两端分别与所述第一导通槽3连通；所述第三导通槽5的一端与所述处理孔8连通，所述第三导通槽5的另一端与外界连通；所述第四导通槽6的一端与所述第三导通槽5连通，所述第四导通槽6的另一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的另一端与外界连通；

将均质处理后的6系铝合金铸棒在第一挤压速度为1mm/s，第一挤压温度为500℃的条件下挤压达到稳定距离3000mm后，调节第二挤压速度为3.2mm/s，第二挤压温度为545℃；当挤出的6系铝合金型材距离出料末端超出稳定距离3000mm后，再次调节第三挤压速度为4.2mm/s，第三挤压温度为565℃，以5℃/s的淬火速率进行淬火处理后得到6系铝合金型材。

实施例2：

一种6系铝合金型材的制备方法,包括以下步骤：

将6系铝合金铸棒加热至500℃，然后放置在570℃的温度条件下保温12h，得到均质处理后的6系铝合金铸棒；

将模具加热至480℃，保持模具的型腔压力为180Mpa；

其中，所述模具包括上模1、下模2以及排气组件，所述上模1设置有处理孔8；所述排气组件由设置在所述上模1以及所述下模2的接触面之间的第一导通槽3、第二导通槽4、第三导通槽5、第四导通槽6以及第五导通槽7构成，所述第一导通槽3沿着所述上模1的圆周方向设置，所述第二导通槽4的两端分别与所述第一导通槽3连通；所述第三导通槽5的一端与所述处理孔8连通，所述第三导通槽5的另一端与外界连通；所述第四导通槽6的一端与所述第三导通槽5连通，所述第四导通槽6的另一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的另一端与外界连通；

将均质处理后的6系铝合金铸棒在第一挤压速度为1mm/s-3mm/s，第一挤压温度为540℃的条件下挤压达到稳定距离3000mm后，调节第二挤压速度为3.8mm/s，第二挤压温度为560℃；当挤出的6系铝合金型材距离出料末端超出稳定距离3000mm后，再次调节第三挤压速度5.0mm/s，第三挤压温度为580℃，以5℃/s的淬火速率进行淬火处理得到6系铝合金型材。

实施例3：

一种6系铝合金型材的制备方法,包括以下步骤：

将6系铝合金铸棒加热至480℃，然后放置在560℃的温度条件下保温10h，得到均质处理后的6系铝合金铸棒；

将模具加热至450℃，保持模具的型腔压力为120Mpa；

其中，所述模具包括上模1、下模2以及排气组件，所述上模1设置有处理孔8；所述排气组件由设置在所述上模1以及所述下模2的接触面之间的第一导通槽3、第二导通槽4、第三导通槽5、第四导通槽6以及第五导通槽7构成，所述第一导通槽3沿着所述上模1的圆周方向设置，所述第二导通槽4的两端分别与所述第一导通槽3连通；所述第三导通槽5的一端与所述处理孔8连通，所述第三导通槽5的另一端与外界连通；所述第四导通槽6的一端与所述第三导通槽5连通，所述第四导通槽6的另一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的另一端与外界连通；

将均质处理后的6系铝合金铸棒在第一挤压速度为2mm/s，第一挤压温度为520℃的条件下挤压达到稳定距离3000mm后，调节第二挤压速度为3.5mm/s，第二挤压温度为550℃；当挤出的6系铝合金型材距离出料末端超出稳定距离3000mm后，再次调节第三挤压速度为4.5mm/s，第三挤压温度为570℃，以5℃/s的淬火速率进行淬火处理后得到6系铝合金型材。

对比例1：

一种6系铝合金型材的制备方法,包括以下步骤：

将6系铝合金铸棒加热至480℃，然后放置在560℃的温度条件下保温10h，得到均质处理后的6系铝合金铸棒；

采用常规模具并将模具加热至450℃，保持模具的型腔压力为150Mpa；

将均质处理后的6系铝合金铸棒在第一挤压速度为2mm/s，第一挤压温度为520℃的条件下挤压达到稳定距离3000mm后，调节第二挤压速度为3.5mm/s，第二挤压温度为550℃；当挤出的6系铝合金型材距离出料末端超出稳定距离3000mm后，再次调节第三挤压速度为4.5mm/s，第三挤压温度为570℃，以5℃/s的淬火速率进行淬火处理后得到6系铝合金型材。

对比例2：

一种6系铝合金型材的制备方法,包括以下步骤：

将6系铝合金铸棒加热至480℃，然后放置在560℃的温度条件下保温10h，得到均质处理后的6系铝合金铸棒；

将模具加热至450℃，保持模具的型腔压力为150Mpa；

其中，所述模具包括上模1、下模2以及排气组件，所述上模1设置有处理孔8；所述排气组件由设置在所述上模1以及所述下模2的接触面之间的第一导通槽3、第二导通槽4、第三导通槽5、第四导通槽6以及第五导通槽7构成，所述第一导通槽3沿着所述上模1的圆周方向设置，所述第二导通槽4的两端分别与所述第一导通槽3连通；所述第三导通槽5的一端与所述处理孔8连通，所述第三导通槽5的另一端与外界连通；所述第四导通槽6的一端与所述第三导通槽5连通，所述第四导通槽6的另一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的一端与所述第一导通槽3连通，所述第五导通槽7的另一端与外界连通；

将均质处理后的6系铝合金铸棒在挤压速度为2mm/s，挤压温度为570℃的条件下，挤压后以5℃/s的淬火速率进行淬火处理，得到6系铝合金型材。

对比例3：

一种6系铝合金型材的制备方法,包括以下步骤：

将6系铝合金铸棒加热至480℃，然后放置在560℃的温度条件下保温10h，得到均质处理后的6系铝合金铸棒；

采用常规模具，并将模具加热至450℃，保持模具的型腔压力为120Mpa；

将均质处理后的6系铝合金铸棒在第一挤压速度为5mm/s，第一挤压温度为450℃的条件下挤压达到稳定距离3000mm后，调节第二挤压速度为6mm/s，第二挤压温度为550℃；当挤出的6系铝合金型材距离出料末端超出稳定距离3000mm后，再次调节第三挤压速度为8mm/s，第三挤压温度为600℃，以5℃/s的淬火速率进行淬火处理后得到6系铝合金型材。

按照实施例1-3中的制备方法，分别制备数量各为100的6系铝合金型材，按照对比例1-3的制备方法，分别制备数量各为100的6系铝合金型材，将生产过程中出现的问题记录如下表1所示。

表1：

需要说明的是表1中的数据由测试试验生产中得到的数据，主观记录后计算得到，其中，所述修复率指的是将出现假接头的6系铝合金型材采修复手段使得其符合生产要求，且修复率＝修复数/6系铝合金型材总数；所述报废率指的是出现假接头的6系铝合金型材经过修复手段处理后，依然不能满足市场需求，需要进行报废处理，且报废率＝报废数/6系铝合金型材总数。由表1中数据分析可知，实施例1-3的制备方法，未出现假接头的问题，保证生产的质量；对比例1中采用常规的模具，但出现假接头的6系铝合金型材的数量达10，说明本发明中优化的模具有助于解决6系铝合金型材在生产的过程中出现的假接头的问题。对比例2中采用常规的挤压方式进行挤压，依然出现4个假接头的6系铝合金型材，说明挤压的条件对生产6系铝合金型材的质量有影响；对比例3中采用常规的模具以及常规的挤压方式进行挤压，出现15个假接头的6系铝合金型材，且报废率达12％，说明了本发明在优化的模具以及限定的挤压条件下，能获得报废率更低，质量更佳的6系铝合金型材。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种6系铝合金型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：加热处理；均质处理以及挤压处理；其中，所述挤压处理中采用段速挤压的方式进行挤压，所述段速挤压的过程中采用的模具包括上模、下模以及排气组件，所述上模设置有处理孔；所述排气组件由设置在所述上模以及所述下模的接触面之间的第一导通槽、第二导通槽、第三导通槽、第四导通槽以及第五导通槽构成，所述第一导通槽沿着所述上模的圆周方向设置，所述第二导通槽的两端分别与所述第一导通槽连通；所述第三导通槽的一端与所述处理孔连通，所述第三导通槽的另一端与外界连通；所述第四导通槽的一端与所述第三导通槽连通，所述第四导通槽的另一端与所述第一导通槽连通，所述第五导通槽的一端与所述第一导通槽连通，所述第五导通槽的另一端与外界连通。

2.根据权利要求1所述的6系铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述加热处理为：将6系铝合金铸棒加热至470℃-500℃，得到加热处理后的6系铝合金铸棒。

3.根据权利要求1所述的6系铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述均质处理为：将加热处理后的6系铝合金铸棒放置在550℃-570℃的温度条件下保温8h-12h，得到均质处理后的6系铝合金铸棒。

4.根据权利要求1所述的6系铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述段速挤压包括将均质处理后的6系铝合金铸棒在第一挤压速度、第二挤压速度以及第三挤压速度下进行挤压处理。

5.根据权利要求4所述的6系铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述第一挤压速度为1mm/s-3mm/s；所述第二挤压速度为3.2mm/s-3.8mm/s；所述第三挤压速度为4.2mm/s-5.0mm/s。

6.根据权利要求4所述的6系铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述第一挤压速度进行挤压处理时的第一挤压温度为500℃-540℃；所述第二挤压速度进行挤压处理时的第二挤压温度为545℃-560℃；所述第三挤压速度进行挤压处理时的第三挤压温度为565℃-580℃。

7.根据权利要求6所述的6系铝合金型材的制备方法，其特征在于，在所述段速挤压前，所述模具加热至440℃-480℃。

8.根据权利要求7所述的6系铝合金型材的制备方法，其特征在于，在所述段速挤压，淬火速率≥5℃/s。

9.根据权利要求1所述的6系铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述6系铝合金型材包括以下质量百分比的元素：

Mg 0.48％-0.85％；Si 0.38％-0.82％；Fe≤0.15％；Zn≤0.03％；Ti≤0.03％；Mn0.03％-0.06％；Cr 0.03％-0.06％；Cu≤0.03％；余量为Al和不可避免的杂质。

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