CN115318859A - 一种低温高速挤出的铝合金制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低温高速挤出的铝合金制备方法，属于铝合金制备技术领域，S1：合金铸锭：将铝合金原料浇铸成锭并精炼形成待挤压胚料；S2：预处理：对S1中的待挤压胚料加热到425℃～450℃，对挤压模具加热到380℃～450℃；S3：铸锭挤压：将经过S2预处理后的待挤压胚料放入经过S2预处理后的挤压模具内进行挤压；挤压后铝合金型材的流出速度≥60m/min；S4：冷却淬火：将S3中生成的铝合金型材进行强制冷却阶段，然后进入人工时效阶段。通过高压使得型材高速流出来补偿制品温度升高，以达到低温快速挤压的目的；通过方法来实现铝合金胚料的快速形变。
Description
技术领域
本发明属于铝合金制造技术领域，特别是一种低温高速挤出的铝合金制备方法。
背景技术
铝合金具有良好的热塑性，优良的耐腐蚀性、导热性及理想的加工性能，且易氧化着色，从而被广泛用于建筑、交通、电子、电器散热、通讯等行业，是目前运用最广泛的一种合金。
随着材料加工向高速、节能、连续化方向发展，近年来很多铝材挤压生产厂家都希望采用低温快速挤压新技术。通常6063系列铝合金在高应变速率情况下，可以在不到0.5秒的时间内温升可达32℃，所述能在较低的温度下(棒温一般在400℃-430℃)进行高速挤压，挤压得出口温度达到500℃；其挤压速度实心型材在15m/min-50m/min之间,空心型材在10m/min-35m/min之间。挤压速度过快制品表面会出现麻点、裂纹等的倾向，增加了金属变形的不均匀性。
发明内容
为解决上述问题，本发明通过高压使得型材高速流出来补偿制品温度升高，以达到低温快速挤压的目的；通过该方法来实现铝合金胚料的快速形变。
第一方面，一种低温高速挤出的铝合金制备方法，包括以下步骤：
S1：合金铸锭：将铝合金原料浇铸成锭并精炼形成待挤压胚料；
S2：预处理：对S1中的待挤压胚料加热到425℃～450℃，对挤压模具加热到380℃～450℃；
S3：铸锭挤压：将经过S2预处理后的待挤压胚料放入经过S2预处理后的挤压模具内进行挤压；挤压后铝合金型材的流出速度≥60m/min；
S4：冷却淬火：将S3中生成的铝合金型材进行强制冷却阶段，然后进入人工时效阶段。
在可实施的方式中，S3中的挤压模具对待挤压胚料挤压时的压强约为2000MPa。
在可实施的方式中，控制S3中铝型材的流出温度为620℃-680℃。
在可实施的方式中，S4中强制冷却阶段采用水冷处理，使得挤压成型后的铝合金型材的冷却速度达到300℃/min。
在可实施的方式中，S4中的人工时效采用200℃，保温4H～4.5H。
在可实施的方式中，S4中铝合金型材内的Mg2Si沉淀粒子小于0.2μm。
在可实施的方式中，S3中的挤压模具为平面分流组合模具，平面分流组合模具具有均匀对称的分布在圆形模子平面上的梭形孔。
本发明相比现有技术具有以下有益效果：本方案通过采用低温快速挤压时指挤压温度低于450℃，而出料速度高于60m/min，即在保证型材出料口温度达到直接风冷淬火温度的条件下，尽量降低铝棒加热温度，通过提高挤压速度，使制品温度升高来补偿，以达到低温快速挤压的目的，这样既提高了生产效率，又节约了能源。同普通挤压方法相比，低温快速挤压法具有其突出的有点：由于挤压时温度低，坯料加热时间相应缩短，同时变形速度快，坯料变形时间短，既节约能耗，又大大提高了生产效率。
挤压温度对产品质量、生产效率、模具寿命、能量消耗等都产生很大影响。本申请的挤压金属温度的控制速度较快，从铝棒开始加热到挤压型材的淬火都要保证可溶解的相组织不从固溶中析出或呈现小颗粒的弥散析出。
附图说明
图1为挤压模具的圆形模子平面示意图；
具体实施方式
下面具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解包括而不限于下述具体实施方式所展示的技术方案仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例一
一种低温高速挤出的铝合金制备方法，包括以下步骤：
S1：合金铸锭：将铝合金原料浇铸成锭并精炼形成待挤压胚料；
S2：预处理：对S1中的待挤压胚料加热到425℃，对挤压模具加热到380℃；
S3：铸锭挤压：将经过S2预处理后的待挤压胚料放入经过S2预处理后的挤压模具内进行挤压；挤压后铝合金型材的流出速度60m/min，铝合金型材的流出温度为620℃。
挤压模具对待挤压胚料挤压时的压强为2000MPa。
S4：冷却淬火：将S3中生成的铝合金型材进行强制冷却阶段，采用水冷处理，使得挤压成型后的铝合金型材的冷却速度达到300℃/min。
然后进入人工时效阶段，采用200℃，保温4H，最后形成的铝合金型材内的Mg2Si沉淀粒子0.15μm。
在可实施的方式中，S3中的挤压模具为平面分流组合模具，平面分流组合模具具有如图1所示均匀对称的分布在圆形模子平面上的梭形孔1。
平面分流组合模具内的分流桥采用宽度为15mm水滴形；焊合室采用蝶形焊合室，由于本申请的压强较大，所以焊合室的深度采用11mm；因为需要高速成型，所以模芯采用锥形模芯结构，为匹配焊合室深度，模芯高度为19mm。
实施例二
一种低温高速挤出的铝合金制备方法，包括以下步骤：
S1：合金铸锭：将铝合金原料浇铸成锭并精炼形成待挤压胚料；
S2：预处理：对S1中的待挤压胚料加热到410℃，对挤压模具加热到450℃；
S3：铸锭挤压：将经过S2预处理后的待挤压胚料放入经过S2预处理后的挤压模具内进行挤压；挤压后铝合金型材的流出速度60m/min；铝型材的流出温度为680℃。
挤压模具对待挤压胚料挤压时的压强为2000MPa。
S4：冷却淬火：将S3中生成的铝合金型材进行强制冷却阶段，采用水冷处理，使得挤压成型后的铝合金型材的冷却速度达到300℃/min。
然后进入人工时效阶段，采用200℃，保温4.5H，最后形成的铝合金型材内的Mg2Si沉淀粒子0.13μm。
在可实施的方式中，S3中的挤压模具为平面分流组合模具，具体结构参考实施二。
上述实施例二和实施四中成型的铝合金型材因为控制好了合金成分和挤压工艺，实现了低温高速挤压，提高了40％以上的生产效率。
且实施例一和实施例二中的铝合金型材的表面质量和韦氏硬度HW见表一。
表一
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种低温高速挤出的铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：合金铸锭：将铝合金原料浇铸成锭并精炼形成待挤压胚料；
S2：预处理：对S1中的待挤压胚料加热到425℃～450℃，对挤压模具加热到380℃～450℃；
S3：铸锭挤压：将经过S2预处理后的待挤压胚料放入经过S2预处理后的挤压模具内进行挤压；挤压后铝合金型材的流出速度≥60m/min；
S4：冷却淬火：将S3中生成的铝合金型材进行强制冷却阶段，然后进入人工时效阶段。
2.根据权利要求1所述的一种低温高速挤出的铝合金的制备方法，其特征在于，S3中的挤压模具对待挤压胚料挤压时的压强约为2000MPa。
3.根据权利要求1所述的一种低温高速挤出的铝合金的制备方法，其特征在于，控制S3中铝型材的流出温度为620℃-680℃。
4.根据权利要求1所述的一种低温高速挤出的铝合金的制备方法，其特征在于，S4中强制冷却阶段采用水冷处理，使得挤压成型后的铝合金型材的冷却速度达到300℃/min。
5.根据权利要求4所述的一种低温高速挤出的铝合金的制备方法，其特征在于，S4中的人工时效采用200℃，保温4H～4.5H。
6.根据权利要求4或5所述的一种低温高速挤出的铝合金的制备方法，其特征在于，S4中铝合金型材内的Mg2Si沉淀粒子小于0.2μm。
7.根据权利要求1所述的一种低温高速挤出的铝合金的制备方法，其特征在于，S3中的挤压模具为平面分流组合模具，所述平面分流组合模具具有均匀对称的分布在圆形模子平面上的梭形孔。
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