CN115181875A - 一种高屈服强度挤压铝材制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝材制备方法领域，尤其涉及一种高屈服强度挤压铝材制备方法。本发明以Cu、Mg、Zn、Pb、Si、Nb、Mo、Ti和Al为原料，经过熔炼、精炼、除渣、浇铸、热轧、冷轧、低温快速挤压和淬火，制备得到高屈服强度挤压铝材，屈服强度在自然14天时达到度300MPa以上，抗拉强度＞400MPa，延伸率大于3.0％。实现了铝合金优异铸造性能和力学性能的兼顾。有效避免在铝材生产中后期因为挤压速度太高造成铝型材表面容易出现裂纹的问题。
Description
技术领域
本发明涉及铝材制备方法领域，尤其涉及一种高屈服强度挤压铝材制备方法。
背景技术
铝合金由于其比重低，性能优良，被广泛作为轻量化材料代替钢铁等材料，是国民经济中应用最为广泛的一类有色金属结构材料。通过调整所含元素成分的种类及含量，铝合金可以具有高强、高韧、高导热、抗腐蚀、高韧性等不同的性能，但由于某些性能之间存在此消彼长的关系，部分成分含量的提高可以提升相应性能，但可能同时导致另一性能的下降，无法实现各种性能的同时最佳。
同时铝合金型材挤压过程中由于铸锭与挤压筒的摩擦和挤压变形产生的热量使挤压材的温度越来越高，铝挤压材前后温度相差较大，导致型材沿长度方向组织性能不均匀，在铝材生产中后期如果挤压速度太高时铝型材表面容易出现裂纹。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，提出一种高屈服强度挤压铝材制备方法。实现了铝合金优异铸造性能和力学性能的兼顾。有效避免在铝材生产中后期因为挤压速度太高造成铝型材表面容易出现裂纹的问题。
本发明提出一种高屈服强度挤压铝材制备方法，铝材的各组成成分按照配比包括0.7-0.9％的Fe、0.2-0.4％的Cu、0.2-0.3％的Mg、0.1-0.3％的Zn、0.3-0、 4％的Pb、0.5-0.6％的Si、0.02-0.04％的Nb、0.1-0.3％的Mo、0.02-0.04％的Ti 和余量的Al。
制备时按照上述配比进行配料，经过熔炼、精炼、除渣、浇铸、热轧、冷轧、挤压和淬火，制备得到高屈服强度挤压铝材，其中挤压速度为9.0-9.5m/min，控制挤压机出料口温度为510-530℃。
优选的，铝材的各组成成分按照配比包括0.％的Fe、0.2％的Cu、0.2％的Mg、0.1％的Zn、0.3％的Pb、0.5％的Si、0.02％的Nb、0.1％的Mo、0.02％的Ti和余量的Al。
优选的，铝材的各组成成分按照配比包括0.9％的Fe、0.4％的Cu、0.3％的 Mg、0.3％的Zn、0.4％的Pb、0.6％的Si、0.04％的Nb、0.3％的Mo、0.04％的Ti和余量的Al。
优选的，铝材的各组成成分按照配比包括0.8％的Fe、0.3％的Cu、0.25％的 Mg、0.2％的Zn、0.354％的Pb、0.55％的Si、0.03％的Nb、0.2％的Mo、0.034％的 Ti和余量的Al。
优选的，熔炼工艺需提前制备铁水，将余下的原料加入铁水，控制温度为 750-800℃，保持30-50min。
优选的，精炼工艺需加入打渣剂，并通入惰性气体，惰性气体的流量为 50-60L/min，气体压力为0.6-0.8MPa，喷吹打渣剂的速度为0.8-1.0kg/min；将颗粒打渣剂喷吹入铝合金液中，对铝合金液表面形成的浮渣进行除渣。
优选的，浇铸工艺需控制铝合金液温度为620-640℃，铝合金液通过分配器进入经预热的铸锭模具，调节控流阀控制铝合金液流量，得到铝合金铸胚。
优选的，热轧工艺需将铸胚加热炉中加热，加热温度≤1250℃，经过粗轧、精轧，扎成3-6mm板卷；终扎温度≤940℃，取卷温度≤740℃。
优选的，冷轧前需要酸洗，再在冷轧联合机组进行轧制。
优选的，淬火后需将成型的挤压制品在温度为170-180℃下保温处理5h，再自然冷却至常温。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
本发明以Cu、Mg、Zn、Pb、Si、Nb、Mo、Ti和Al为原料，经过熔炼、精炼、除渣、浇铸、热轧、冷轧、低温快速挤压和淬火，制备得到高屈服强度挤压铝材，屈服强度在自然14天时达到度300MPa以上，抗拉强度＞400MPa，延伸率大于3.0％。实现了铝合金优异铸造性能和力学性能的兼顾。有效避免在铝材生产中后期因为挤压速度太高造成铝型材表面容易出现裂纹的问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种高屈服强度挤压铝材制备方法流程图。
具体实施方式
实施例一
本发明提出的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，铝材的各组成成分按照配比包括0.％的Fe、0.2％的Cu、0.2％的Mg、0.1％的Zn、0.3％的Pb、0.5％的Si、 0.02％的Nb、0.1％的Mo、0.02％的Ti和余量的Al。
制备时按照上述配比进行配料，经过熔炼、精炼、除渣、浇铸、热轧、冷轧、挤压和淬火，制备得到高屈服强度挤压铝材，其中挤压速度为9.0-9.5m/min，控制挤压机出料口温度为510-530℃。
实施例二
本发明提出的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，铝材的各组成成分按照配比包括0.9％的Fe、0.4％的Cu、0.3％的Mg、0.3％的Zn、0.4％的Pb、0.6％的Si、 0.04％的Nb、0.3％的Mo、0.04％的Ti和余量的Al。
制备时按照上述配比进行配料，经过熔炼、精炼、除渣、浇铸、热轧、冷轧、挤压和淬火，制备得到高屈服强度挤压铝材，其中挤压速度为9.0-9.5m/min，控制挤压机出料口温度为510-530℃。
实施例三
本发明提出的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，铝材的各组成成分按照配比包括0.8％的Fe、0.3％的Cu、0.25％的Mg、0.2％的Zn、0.354％的Pb、0.55％的Si、0.03％的Nb、0.2％的Mo、0.034％的Ti和余量的Al。
制备时按照上述配比进行配料，经过熔炼、精炼、除渣、浇铸、热轧、冷轧、挤压和淬火，制备得到高屈服强度挤压铝材，其中挤压速度为9.0-9.5m/min，控制挤压机出料口温度为510-530℃。
实施例四
本发明提出的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，铝材的各组成成分按照配比包括0.％的Fe、0.2％的Cu、0.2％的Mg、0.1％的Zn、0.3％的Pb、0.5％的Si、 0.02％的Nb、0.1％的Mo、0.02％的Ti和余量的Al。
如图1所示，步骤如下：
S1、熔炼：提前制备铁水，将余下的原料加入铁水，控制温度为750-800℃，保持30-50min。
S2、精炼：向熔炼液中加入打渣剂，并通入惰性气体，惰性气体的流量为 50-60L/min，气体压力为0.6-0.8MPa，喷吹打渣剂的速度为0.8-1.0kg/min；取样检测，化学成分分析合格后，将颗粒打渣剂喷吹入铝合金液中，静置，使颗粒精炼剂充分反应并上浮，对铝合金液表面形成的浮渣进行除渣。
S3、浇铸：控制铝合金液温度为620-640℃，铝合金液通过分配器进入经预热的铸锭模具，调节控流阀控制铝合金液流量，采用铸锭模具底部水冷方式，得到铝合金铸胚。
S4、热轧：将铸胚在步进式加热炉中加热，加热温度≤1250℃，经过粗轧、精轧，扎成3-6mm板卷；终扎温度≤940℃，取卷温度≤740℃，轧后层流冷却。
S5、冷轧：冷轧前需要酸洗，再在冷轧联合机组进行轧制，冷轧压下率≥ 70％。经全氢罩式退火炉退火后，以≤10％的平整伸长率平整。
S6、挤压：将挤压筒温度加热到410-420℃。将铝材加热到410-420℃。设置挤压速度为9m/min，控制挤压机出料口温度为510-530℃。获得挤压制品。
S7、挤压制品淬火、降温、成型，将挤压制品在温度为170-180℃下保温处理5h，再自然冷却至常温。
实施例五
本发明提出的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，铝材的各组成成分按照配比包括0.9％的Fe、0.4％的Cu、0.3％的Mg、0.3％的Zn、0.4％的Pb、0.6％的Si、 0.04％的Nb、0.3％的Mo、0.04％的Ti和余量的Al。
如图1所示，步骤如下：
S1、熔炼：提前制备铁水，将余下的原料加入铁水，控制温度为750-800℃，保持30-50min。
S2、精炼：向熔炼液中加入打渣剂，并通入惰性气体，惰性气体的流量为 50-60L/min，气体压力为0.6-0.8MPa，喷吹打渣剂的速度为0.8-1.0kg/min；取样检测，化学成分分析合格后，将颗粒打渣剂喷吹入铝合金液中，静置，使颗粒精炼剂充分反应并上浮，对铝合金液表面形成的浮渣进行除渣。
S3、浇铸：控制铝合金液温度为620-640℃，铝合金液通过分配器进入经预热的铸锭模具，调节控流阀控制铝合金液流量，采用铸锭模具底部水冷方式，得到铝合金铸胚。
S4、热轧：将铸胚在步进式加热炉中加热，加热温度≤1250℃，经过粗轧、精轧，扎成3-6mm板卷；终扎温度≤940℃，取卷温度≤740℃，轧后层流冷却。
S5、冷轧：冷轧前需要酸洗，再在冷轧联合机组进行轧制，冷轧压下率≥ 70％。经全氢罩式退火炉退火后，以≤10％的平整伸长率平整。
S6、挤压：将挤压筒温度加热到410-420℃。将铝材加热到410-420℃。设置挤压速度为9m/min，控制挤压机出料口温度为510-530℃。获得挤压制品。
S7、挤压制品淬火、降温、成型，将挤压制品在温度为170-180℃下保温处理5h，再自然冷却至常温。
实施例六
本发明提出的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，铝材的各组成成分按照配比包括0.8％的Fe、0.3％的Cu、0.25％的Mg、0.2％的Zn、0.354％的Pb、0.55％的Si、0.03％的Nb、0.2％的Mo、0.034％的Ti和余量的Al。
如图1所示，步骤如下：
S1、熔炼：提前制备铁水，将余下的原料加入铁水，控制温度为750-800℃，保持30-50min。
S2、精炼：向熔炼液中加入打渣剂，并通入惰性气体，惰性气体的流量为 50-60L/min，气体压力为0.6-0.8MPa，喷吹打渣剂的速度为0.8-1.0kg/min；取样检测，化学成分分析合格后，将颗粒打渣剂喷吹入铝合金液中，静置，使颗粒精炼剂充分反应并上浮，对铝合金液表面形成的浮渣进行除渣。
S3、浇铸：控制铝合金液温度为620-640℃，铝合金液通过分配器进入经预热的铸锭模具，调节控流阀控制铝合金液流量，采用铸锭模具底部水冷方式，得到铝合金铸胚。
S4、热轧：将铸胚在步进式加热炉中加热，加热温度≤1250℃，经过粗轧、精轧，扎成3-6mm板卷；终扎温度≤940℃，取卷温度≤740℃，轧后层流冷却。
S5、冷轧：冷轧前需要酸洗，再在冷轧联合机组进行轧制，冷轧压下率≥ 70％。经全氢罩式退火炉退火后，以≤10％的平整伸长率平整。
S6、挤压：将挤压筒温度加热到410-420℃。将铝材加热到410-420℃。设置挤压速度为9m/min，控制挤压机出料口温度为510-530℃。获得挤压制品。
S7、挤压制品淬火、降温、成型，将挤压制品在温度为170-180℃下保温处理5h，再自然冷却至常温。
铝合金型材挤压过程中由于铸锭与挤压筒的摩擦和挤压变形产生的热量使挤压材的温度越来越高，铝挤压材前后温度相差较大，导致型材沿长度方向组织性能不均匀，在铝材生产中后期如果挤压速度太高时铝型材表面容易出现裂纹。为防止这种温升造成铝材品质降低，本发明以Cu、Mg、Zn、Pb、Si、Nb、 Mo、Ti和Al为原料，经过熔炼、精炼、除渣、浇铸、热轧、冷轧、低温快速挤压和淬火，制备得到高屈服强度挤压铝材，屈服强度在自然14天时达到度300MPa 以上，抗拉强度＞400MPa，延伸率大于3.0％。实现了铝合金优异铸造性能和力学性能的兼顾。有效避免在铝材生产中后期因为挤压速度太高造成铝型材表面容易出现裂纹的问题。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。
Claims (10)
1.一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，铝材的各组成成分按照配比包括0.7-0.9％的Fe、0.2-0.4％的Cu、0.2-0.3％的Mg、0.1-0.3％的Zn、0.3-0、4％的Pb、0.5-0.6％的Si、0.02-0.04％的Nb、0.1-0.3％的Mo、0.02-0.04％的Ti和余量的Al；
制备时按照上述配比进行配料，经过熔炼、精炼、除渣、浇铸、热轧、冷轧、挤压和淬火，制备得到高屈服强度挤压铝材，其中挤压速度为9.0-9.5m/min，控制挤压机出料口温度为510-530℃。
2.根据权利要求1所述的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，铝材的各组成成分按照配比包括0.％的Fe、0.2％的Cu、0.2％的Mg、0.1％的Zn、0.3％的Pb、0.5％的Si、0.02％的Nb、0.1％的Mo、0.02％的Ti和余量的Al。
3.根据权利要求1所述的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，铝材的各组成成分按照配比包括0.9％的Fe、0.4％的Cu、0.3％的Mg、0.3％的Zn、0.4％的Pb、0.6％的Si、0.04％的Nb、0.3％的Mo、0.04％的Ti和余量的Al。
4.根据权利要求1所述的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，铝材的各组成成分按照配比包括0.8％的Fe、0.3％的Cu、0.25％的Mg、0.2％的Zn、0.354％的Pb、0.55％的Si、0.03％的Nb、0.2％的Mo、0.034％的Ti和余量的Al。
5.根据权利要求1所述的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，熔炼工艺需提前制备铁水，将余下的原料加入铁水，控制温度为750-800℃，保持30-50min。
6.根据权利要求1所述的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，精炼工艺需加入打渣剂，并通入惰性气体，惰性气体的流量为50-60L/min，气体压力为0.6-0.8MPa，喷吹打渣剂的速度为0.8-1.0kg/min；将颗粒打渣剂喷吹入铝合金液中，对铝合金液表面形成的浮渣进行除渣。
7.根据权利要求1所述的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，浇铸工艺需控制铝合金液温度为620-640℃，铝合金液通过分配器进入经预热的铸锭模具，调节控流阀控制铝合金液流量，得到铝合金铸胚。
8.根据权利要求1所述的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，热轧工艺需将铸胚加热炉中加热，加热温度≤1250℃，经过粗轧、精轧，扎成3-6mm板卷；终扎温度≤940℃，取卷温度≤740℃。
9.根据权利要求1所述的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，冷轧前需要酸洗，再在冷轧联合机组进行轧制。
10.根据权利要求1所述的一种高屈服强度挤压铝材制备方法，其特征在于，淬火后需将成型的挤压制品在温度为170-180℃下保温处理5h，再自然冷却至常温。
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| CN101115855A (zh) * | 2005-03-25 | 2008-01-30 | 株式会社神户制钢所 | 高温特性优良的瓶罐用铝合金板 |
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2022
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| 刘锦云: "《工程材料学》" * |
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