CN113814285A - 一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺 - Google Patents

一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，属于铝合金挤压技术领域，包括以下步骤：配料、熔铸、均质处理及挤压成型，配料按照以下合金元素质量百分比进行配料：Si：0.60％～0.65％，Fe：≤0.10％，Cu：0.15％～0.20％，Mn：0.15％～0.20％，Mg：0.55％～0.60％，Cr：≤0.25％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，V：0.08％～0.12％，其余单个杂质含量：≤0.05％，杂质合计含量：≤0.15％，余量为Al。本发明通过优化合金成分配比，采用合适的铸锭均匀化制度和挤压生产工艺，使产品性能高出GB/T 26494中6008铝合金性能要求20Mpa，断后延伸率高出4％，产品组织性能均匀，且具有良好的塑性及耐腐蚀性；采用一次挤压成型生产工艺，省去了现有技术中的冲压工序，节约了工时成本，同时提高了产品良率。

Description

一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺
技术领域
本发明属于铝合金挤压技术领域，涉及一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺。
背景技术
随着我国轨道交通领域快速发展，高速动车组运行速度不断提高的同时，对于车身的挤压铝型材要求也越来越严格。高速动车组车体前端蒙皮型材宽厚比大，传统工艺由4mm厚的铝合金板材冲压成形，在冲压拉伸过程中容易产生拉伸不足，回弹和型材空间扭曲变形等缺陷，严重影响蒙皮质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，以提高蒙皮型材质量。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，包括以下步骤：配料、熔铸、均质处理及挤压成型，配料按照以下合金元素质量百分比进行配料：Si：0.60％～0.65％，Fe：≤0.10％，Cu：0.15％～0.20％，Mn：0.15％～0.20％，Mg：0.55％～0.60％，Cr：≤0.25％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，V：0.08％～0.12％，其余单个杂质含量：≤0.05％，杂质合计含量：≤0.15％，余量为Al。
可选地，使Mg2Si为合金主要强化相，并控制其含量为0.8～0.95％，且过剩Si≤0.35％。
可选地，挤压成型时使位于模具中间部位与两侧的铝合金的流速均匀。
可选地，挤压成型用模具采用扩展面积的设计，加大模具两侧的供料面积及扩展面积，以增加模具两侧供料。
可选地，铸锭均质处理采用高温水雾均质制度，制度为570±3℃×6h。
可选地，铸锭挤压温度为505℃～515℃，挤压速度为2.0～2.5m/min。
可选地，挤压成型后采用风冷淬火，风冷淬火采用可调节式风箱风冷淬火装置。
可选地，还包括型材的拉伸矫直，拉伸量为0.5～1.0％。
可选地，型材的宽厚比接近200:1，型材的宽度为795mm～800mm，型材的壁厚为3.8mm～4mm。
可选地，型材的横断面呈拱形。
本发明的有益效果在于：通过优化合金成分配比，采用合适的铸锭均匀化制度和挤压生产工艺，能够生产出屈服强度≥250Mpa、抗拉强度≥290Mpa、断后延伸率A50≥10％的蒙皮产品，使产品性能高出GB/T26494中6008铝合金性能要求20Mpa，断后延伸率高出4％，产品组织性能均匀，且具有良好的塑性及耐腐蚀性；采用一次挤压成型生产工艺，省去了现有技术中的冲压工序，节约了工时成本，同时提高了产品良率。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为型材的断面示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1，轨道车体蒙皮型材的壁厚为4mm，宽度为795mm；用于该型材的6008铝合金挤压工艺，包括顺次设置的以下步骤：配料、熔铸、均质处理、挤压成型、风冷淬火和拉伸矫直。其中，配料按照以下合金元素质量百分比进行配料：Si：0.60％～0.65％，Fe：≤0.10％，Cu：0.15％～0.20％，Mn：0.15％～0.20％，Mg：0.55％～0.60％，Cr：≤0.25％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，V：0.08％～0.12％，其余单个杂质含量：≤0.05％，杂质合计含量：≤0.15％，余量为Al。
使Mg2Si为合金主要强化相，并控制其含量为0.8～0.95％，且过剩Si≤0.35％，这样既有良好的力学性能，又具有良好的挤压成型性。
本发明在合金中添加少量Mn元素，可以降低过剩Si的不良影响，提高合金的强度与耐蚀性。添加过渡族元素V是该合金的一大特点，V在铝熔体中形成的VAl10化合物，可以促进ɑAl形核的生成，提高再结晶温度，使产品再结晶晶粒细化，强度韧性提高。
模具设计方面：挤压成型用模具采用扩展面积的设计，加大了模具两侧的供料面积及扩展面积，从而达到增加模具两侧供料的目的，使产品挤出时中间部位与两侧铝合金的流速均匀，防止局部流速过快产生变形扭曲等缺陷。
传统蒙皮生产工艺通过铝合金板材冲压后成型，易产生回弹等缺陷，影响产品质量。本发明避免了回弹等缺陷的产生，解决了挤压生产宽厚比较大型材时由于两侧与中心铝合金流速不均匀易产生扭拧、起浪等缺陷的问题。
铸锭均质方面：对铸锭采用高温水雾均质制度，制度为570±5℃×6h。高温均质使铸锭成分组织更加均匀，第二相弥散分部在基体中，使其具有良好的挤压性能与力学性能。水雾快速冷却可以减少Mg2Si析出，改善铸锭性能。
挤压工艺方面：选用12500T卧式挤压机生产，挤压成型温度控制在510℃左右，适宜范围为500℃～520℃，挤压速度控制为2.0～2.5m/min。采用可调节式风箱风冷淬火装置。蒙皮型材宽厚比大，温度易损失，因此，结合材料的特点，选择较高的挤压温度，既可以保证铝合金的流动性，同时也不会引起过烧。低强度淬火方式可以在满足淬火强度的同时减少变形量，确保产品形位尺寸在要求范围内。
拉伸矫直方面：保证产品形位尺寸合格的同时，减少拉伸量，其拉伸量严格控制在0.5～1.0％，避免拉伸量过大使产品表面晶粒粗大，影响产品性能。
通过各个工艺参数的合理控制，合金成分及模具的优化设计使产品形位尺寸公差及性能均高于GB/T26494要求。
轨道车体蒙皮型材宽厚比大，传统的板材冲压成型方式成品率低，工时长，生产成本高。本发明为轨道车体蒙皮型材提供了一种新型挤压生产方式。采用本发明的挤压一体化生产方式，通过对6008铝合金成分及挤压模具的优化设计，结合严格的工艺控制，改善了宽厚比大的型材在挤压时产生的扭曲起浪缺陷，生产出的产品形位尺寸公差及性能均高于GB/T26494要求，且具有良好的塑性及耐腐蚀性能。
本发明的6008铝合金一次挤压成型生产工艺，省去了冲压工序，节约了工时成本，提高了产品成品率，且用6008铝合金挤压生产的蒙皮型材具有良好的塑性以及耐腐蚀性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：包括以下步骤：配料、熔铸、均质处理及挤压成型，配料按照以下合金元素质量百分比进行配料：Si：0.60％～0.65％，Fe：≤0.10％，Cu：0.15％～0.20％，Mn：0.15％～0.20％，Mg：0.55％～0.60％，Cr：≤0.25％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，V：0.08％～0.12％，其余单个杂质含量：≤0.05％，杂质合计含量：≤0.15％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：使Mg2Si为合金主要强化相，并控制其含量为0.8～0.95％，且过剩Si≤0.35％。
3.根据权利要求1所述的一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：挤压成型时使位于模具中间部位与两侧的铝合金的流速均匀。
4.根据权利要求1所述的一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：挤压成型用模具采用扩展面积的设计，加大模具两侧的供料面积及扩展面积，以增加模具两侧供料。
5.根据权利要求1所述的一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：铸锭均质处理采用高温水雾均质制度，制度为570±3℃×6h。
6.根据权利要求1所述的一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：铸锭挤压温度为505℃～515℃，挤压速度为2.0～2.5m/min。
7.根据权利要求1所述的一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：挤压成型后采用风冷淬火，风冷淬火采用可调节式风箱风冷淬火装置。
8.根据权利要求1所述的一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：还包括型材的拉伸矫直，拉伸量为0.5～1.0％。
9.根据权利要求1所述的一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：型材的宽厚比接近200:1，型材的宽度为795mm～800mm，型材的壁厚为3.8mm～4mm。
10.根据权利要求1所述的一种用于轨道车体蒙皮型材的6008铝合金挤压工艺，其特征在于：型材的横断面呈拱形。
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