CN113388793A - 一种铝合金天沟型材的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种铝合金天沟型材的生产工艺，铝合金型材生产技术领域，包括依次进行的铸锭工序、挤压成型工序、淬火处理工序、拉伸矫直工序和时效处理工序，在铸锭工序与挤压成型工序之间增加初步热处理工序，所述初步热处理工序是将铸锭工序后形成的坯料加热至610‑630℃，然后降温至585℃±5℃保温2.5‑3.5小时，最后快速冷却至室温，本发明在铸锭工序形成棒料后，对棒料进行初步热处理工序，可以消除或减少晶内偏析，提高材料热变形和冷变形的能力，改善制品的力学性能，消除凝固时产生的内应力。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金型材生产技术领域，具体是涉及了一种铝合金天沟型材的生产工艺。
背景技术
铝合金天沟型材是在工业化定制玻璃温室的基础上，利用铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、节能环保可回收再生、更具有“绿色”的特点。天沟即是温室的排水部件，又是温室的主要承重主梁、更是温室骨架连接的主要部件，铝合金天沟是整个温室的主要承力部件，直接作为零部件与相关部件配合使用。
由于是中空结构具有较好的抗弯性能，截面宽度尺寸比较小，遮光面小，具有较好的隔热和防集露性能，此外它的水槽和集露槽一体化成型，结构紧凑，同时在天沟上方累积的雨水落入天沟端处接入循环系统。
目前市场上的铝合金天沟有多种样式，但是作为主要承重主梁，其本身强度有所欠缺，还需再次提高，以满足市场需求。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种铝合金天沟型材的生产工艺，具有强度高，使用寿命长的特点。
本发明采用的技术方案是，提供了一种铝合金天沟型材的生产工艺，包括依次进行的铸锭工序、挤压成型工序、淬火处理工序、拉伸矫直工序和时效处理工序，在铸锭工序与挤压成型工序之间增加初步热处理工序，所述初步热处理工序是将铸锭工序后形成的坯料加热至580℃-595℃并保温3h-6h，最后快速冷却至室温。
拉伸矫直工序中，拉伸变形率控制在1％-2％。
时效处理工序中，温度控制为190℃-200℃，保温时间为2h-3h。
挤压成型工序中，铸锭加热温度为475℃－495℃，挤压筒温度为400℃—420℃，模具温度为465℃—485℃。
挤压成型工序中，挤压速度不大于每分钟8米。
挤压成型工序中，挤压成型出模时，使用直线式双牵引机牵引。
本发明的有益效果是，提供了一种铝合金天沟型材的生产工艺，在铸锭工序形成棒料后，对棒料进行初步热处理工序，可以消除或减少晶内偏析，提高材料热变形和冷变形的能力，改善制品的力学性能，消除凝固时产生的内应力，使铸锭具有较大的化学和组织均一性，对铸锭产品质量，生产效率显著提高。
具体实施方式
以下结合具体实施例来说明本发明的工艺制作出的铝合金天沟型材的具体产品质量参数。
实施例1
S1、铸锭工序，将铝锭熔融后倒入铸模形成棒料
S2、初步热处理工序，对棒料加热至580℃，然后保温3h，出炉后通过水雾喷淋的方式快速冷却至25℃；
S3、挤压成型工序，通过挤压机设备对棒料进行挤压，棒料加热至475℃，挤压机挤压筒温度为400℃，成型模具温度为465℃，挤压速度控制在7m/min；
S4、拉伸矫直工序，拉伸变形率控制为1％；
S5、淬火处理工序，采用在线淬火的方式；
S6、时效处理工序、加热至190℃并保温2h后得到最终产品。
实施例2
S1、铸锭工序，将铝锭熔融后倒入铸模形成棒料；
S2、初步热处理工序，对棒料加热至595℃，然后保温6h，出炉后通过水雾喷淋的方式快速冷却至30℃；
S3、挤压成型工序，通过挤压机设备对棒料进行挤压，棒料加热至495℃，挤压机挤压筒温度为420℃，成型模具温度为485℃，挤压速度控制在8m/min；
S4、拉伸矫直工序，拉伸变形率控制为2％；
S5、淬火处理工序，采用在线淬火的方式；
S6、时效处理工序，加热至200℃并保温3h后得到最终产品。
实施例3
S1、铸锭工序，将铝锭熔融后倒入铸模形成棒料；
S2、初步热处理工序，对棒料加热至585℃，然后保温4h，出炉后通过水雾喷淋的方式快速冷却至27℃；
S3、挤压成型工序，通过挤压机设备对棒料进行挤压，棒料加热至485℃，挤压机挤压筒温度为410℃，成型模具温度为475℃，挤压速度控制在8m/min；
S4、拉伸矫直工序，拉伸变形率控制为1.5％；
S5、淬火处理工序，采用在线淬火的方式；
S6、时效处理工序，加热至195℃并保温2.5h后得到最终产品。
实施例4
S1、铸锭工序，将铝锭熔融后倒入铸模形成棒料；
S2、初步热处理工序，对棒料加热至590℃，然后保温5h，出炉后通过水雾喷淋的方式快速冷却至26℃；
S3、挤压成型工序，通过挤压机设备对棒料进行挤压，棒料加热至477℃，挤压机挤压筒温度为405℃，成型模具温度为468℃，挤压速度控制在7m/min；
S4、拉伸矫直工序，拉伸变形率控制为1.2％；
S5、淬火处理工序，采用在线淬火的方式；
S6、时效处理工序，加热至192℃并保温2.2h后得到最终产品。
实施例5
S1、铸锭工序，将铝锭熔融后倒入铸模形成棒料；
S2、初步热处理工序，对棒料加热至592℃，然后保温3.5h，出炉后通过水雾喷淋的方式快速冷却至28℃；
S3、挤压成型工序，通过挤压机设备对棒料进行挤压，棒料加热至488℃，挤压机挤压筒温度为407℃，成型模具温度为483℃，挤压速度控制在6m/min；
S4、拉伸矫直工序，拉伸变形率控制为1.6％；
S5、淬火处理工序，采用在线淬火的方式；
S6、时效处理工序，加热至197℃并保温2.6h后得到最终产品。
实施例6
S1、铸锭工序，将铝锭熔融后倒入铸模形成棒料；
S2、初步热处理工序，对棒料加热至582℃，然后保温4.5h，出炉后通过水雾喷淋的方式快速冷却至30℃；
S3、挤压成型工序，通过挤压机设备对棒料进行挤压，棒料加热至475℃，挤压机挤压筒温度为420℃，成型模具温度为465℃，挤压速度控制在8m/min；
S4、拉伸矫直工序，拉伸变形率控制为1％；
S5、淬火处理工序，采用在线淬火的方式；
S6、时效处理工序，加热至190℃并保温3h后得到最终产品。
实施例7
S1、铸锭工序，将铝锭熔融后倒入铸模形成棒料；
S2、初步热处理工序，对棒料加热至593℃，然后保温5.5h，出炉后通过水雾喷淋的方式快速冷却至25℃；
S3、挤压成型工序，通过挤压机设备对棒料进行挤压，棒料加热至495℃，挤压机挤压筒温度为400℃，成型模具温度为485℃，挤压速度控制在6m/min；
S4、拉伸矫直工序，拉伸变形率控制为2％；
S5、淬火处理工序，采用在线淬火的方式；
S6、时效处理工序，加热至200℃并保温2h后得到最终产品。
以上实施例1-7中，原材料全部采用杂质含量少的优质铝锭，铝锭经过铸锭工序后形成棒料，由于棒料直径较大，挤压前对棒料进行初步热处理，把棒料加热到接近不平衡固相线温度并进行长时间保温，然后快速冷却到室温，目的是消除或减少晶内偏析，提高棒料的热变形和冷变形的能力，改善棒料的力学性能，消除棒料凝固时产生的内应力，使棒料具有较大的化学和组织均一性，对棒料质量，生产效率显著提高，不同于普通的退火方式采用的缓慢冷却，而采用快速冷却的方式，有利于硅化镁充分固溶于铝基体，减少枝晶偏析使成分更加均匀化，消除铸锭内应力减少铸锭挤压抗力，提高挤压速度、提高挤压型材的表面光亮度。
挤压时，棒料加热采用燃气式加热炉加热，保温效果好，温度控制准确，温差不超过±5℃，热切后送挤压机挤压，余下的棒料在退回炉内继续保温，由于棒料在炉内长时间加热和保温，使棒料受热更加均匀，改善其可挤压性能，
棒料经过挤压机挤压出模孔后，使用直线式双牵引机牵引，在给予型材一定的张力同时与其流出速度同步移动，完全杜绝型材出模孔后扭弯现象等缺陷。
棒料经过挤压机挤压成型后形成型材，然后采用精密在线淬火设备对型材进行淬火处理，在线淬火可以更容易获得较高的硬度和强度，且抗腐蚀性能。
拉伸矫直时，拉伸变形率控制在1％-2％，过大不仅使型材表面粗糙(桔皮现象)，而且易使型材的塑性降低，尺寸超出偏差下线，较小型材不易拉直，弯曲、扭拧、波浪等多种缺陷时不易消除。
合金经过挤压在线淬火后，只是得到溶质为Mg和Si的过饱和固溶体，此时的力学性能不达标必须经过时效处理才能达标，时效处理时，将型材加热并进行长时间保温，就可提高型材的力学性能。
对照组一
在市面上购买的天沟铝合金型材。
对照组二
S1、铸锭工序，将铝锭熔融后倒入铸模形成棒料；
S2、挤压成型工序，通过挤压机设备对棒料进行挤压，棒料加热至495℃，挤压机挤压筒温度为400℃，成型模具温度为485℃，挤压速度控制在6m/min；
S3、拉伸矫直工序，拉伸变形率控制为3％；
S4、淬火处理工序，采用在线淬火的方式；
S5、时效处理工序，加热至200℃并保温2h后得到最终产品。
对实施例1-7及对照组1-2进行产品检测，采用万能材料试验机检做室温纵向拉伸试验检测材料的力学性能，检测最终产品的抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率，具体如下：
表1
根据表1可以看出，通过本工艺生产的铝合金天沟型材的抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率大幅度高于国家标准要求和常规工艺生产的天沟型材。
Claims (6)
1.一种铝合金天沟型材的生产工艺，包括依次进行的铸锭工序、挤压成型工序、淬火处理工序、拉伸矫直工序和时效处理工序，其特征在于：在铸锭工序与挤压成型工序之间增加初步热处理工序，所述初步热处理工序是将铸锭工序后形成的坯料加热至580℃-595℃并保温3h-6h，最后快速冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金天沟型材的生产工艺，其特征在于：拉伸矫直工序中，拉伸变形率控制在1％-2％。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金天沟型材的生产工艺，其特征在于：时效处理工序中，温度控制为190℃-200℃，保温时间为2h-3h。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金天沟型材的生产工艺，其特征在于：挤压成型工序中，铸锭加热温度为475℃－495℃，挤压筒温度为400℃—420℃，模具温度为465℃—485℃。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金天沟型材的生产工艺，其特征在于：挤压成型工序中，挤压速度不大于每分钟8米。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金天沟型材的生产工艺，其特征在于：挤压成型工序中，挤压成型出模时，使用直线式双牵引机牵引。
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