CN116391054A

CN116391054A - 改进的6xxx铝合金

Info

Publication number: CN116391054A
Application number: CN202180073892.6A
Authority: CN
Inventors: Y·阮; J·S·玛斯凯尔; B·K·墨菲; P·贝鲁比
Original assignee: Aokoninke Technology Co ltd
Current assignee: Aokoninke Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2021-11-01
Publication date: 2023-07-04
Also published as: US20230256491A1; KR20230098208A; CA3194579A1; EP4237591A1; MX2023004983A; WO2022094406A1; JP2023548476A

Abstract

公开了新型6xxx铝合金产品以及制造其的方法和系统。一种方法可以包含：将6xxx铝合金的坯锭加热到预热温度；将所述坯锭保持在所述预热温度下持续足以溶解所述坯锭的至少一些沉淀硬化相的时间；将所述坯锭挤出成挤出产品，其中在所述挤出期间，所述坯锭和所述挤出产品两者都维持在所述预热温度下或所述预热温度以上；将所述挤出产品从挤出设备排出，同时将所述挤出产品维持在所述6xxx铝合金的溶线温度的100F内；以及将所述挤出产品从加热护罩移动到淬火设备。

Description

改进的6xxx铝合金

背景技术

挤出6xxx铝合金产品的压淬促进此类挤出产品的快速生产，而不需要在挤出过程之后单独的溶液热处理步骤。如共同拥有的美国专利第7,422,645号所解释的，压淬产品是通过浸入液体浴(如油或水)中以从产品中快速吸热而从升高的变形挤出温度快速冷却的产品。淬火的目的是抑制相变以便获得增加的硬度或其它期望的特性。当将如坯锭或铸锭等铝合金产品挤出时，首先将其重新加热到合金中高于铝基体中的沉淀相中的溶解度温度(例如由Al--Mg--Si合金制成的坯锭中的镁(Mg)-硅(Si)相的溶解度温度)的温度并保持在所述温度下，直到所述相溶解为止。然后将产品快速冷却或淬火到期望的挤出温度以防止这些相在合金结构中新沉淀，并且然后挤出。

发明内容

广义上，本专利申请涉及新型压淬6xxx铝合金产品以及生产其的方法和系统。新方法和系统可以促进例如具有特性的改进组合，如强度和延展性(伸长率)的改进组合的6xxx铝合金产品的生产。

I.系统和方法

现在参考图1，展示了一种生产挤出6xxx铝合金产品的方法(100)。在所展示的实施例中，所述方法包含：使6xxx铝合金的坯锭均质化(110)；预热坯锭(120)；在挤出设备中挤出坯锭(130)；从挤出设备排出挤出产品(140)，同时将挤出产品维持在适当的预淬火温度下(145)；对挤出产品进行淬火(150)；并且然后人工老化挤出产品(160)。下文进一步详细描述了这些步骤。图2中展示了用于完成方法(100)的系统(200)的一个实施例。下文以非限制性方式使用图1-2来展示新型本发明的方法和系统的实施例。

均质化步骤(110)是任选的，并且通常包含将6xxx铝合金的坯锭加热到一个或多个温度一次或多次以使铸态结构均质化。在均质化步骤之后，通常将坯锭冷却到室温并储存，直到其被挤出为止。出于本申请的目的，并且为了便于参考，术语“坯锭”涵盖圆形坯锭和矩形铸锭两者。

当坯锭被挤出时，预热步骤(120)、挤出步骤(130)、排出步骤(140)和淬火步骤(150)按顺序完成，而没有任何中间步骤。这是为了确保在最终产品中实现适当的微观结构。

具体地说，将坯锭预热(120)到预热温度，并且然后在此温度下保持足以溶解坯锭的至少一些沉淀相的时间。如在图2所示，预热步骤(120)可以在炉中完成(220)。在一个实施例中，预热温度是6xxx铝合金的溶线温度的至少50％，但低于6xxx铝合金的起始熔点。例如，如果溶线温度为962℉，则“溶线温度的至少50％”为≥481℉，因此预热温度将为≥481℉，但低于6xxx铝合金的起始熔点。

如本文所用，“溶线温度”意指所有以下沉淀相将在6xxx铝合金坯锭中平衡地完全溶解并且在6xxx铝合金坯锭不初始熔化时的最低温度：

·Mg₂Si

·Q-相(Al₅Cu₂Mg₈Si₆)

·θ(θ)(Al₂Cu)

为了清楚起见，术语“溶线温度”仅包含6xxx铝合金的上述相，并且不包含任何其它可溶解的沉淀相，如Mg₂Sn和Bi₂Mg₃。

在一个实施例中，预热温度是6xxx铝合金的溶线温度的至少60％，但低于6xxx铝合金的起始熔点。在另一个实施例中，预热温度是6xxx铝合金的溶线温度的至少70％，但低于6xxx铝合金的起始熔点。在又一个实施例中，预热温度是6xxx铝合金的溶线温度的至少80％，但低于6xxx铝合金的起始熔点。在另一个实施例中，预热温度是6xxx铝合金的溶线温度的至少90％，但低于6xxx铝合金的起始熔点。在又一个实施例中，预热温度是6xxx铝合金的溶线温度的至少95％，但低于6xxx铝合金的起始熔点。在另一个实施例中，预热温度处于或高于6xxx铝合金的溶线温度，但低于6xxx铝合金的起始熔点。在又一个实施例中，预热温度比6xxx铝合金的溶线温度高至少5℉，但低于6xxx铝合金的起始熔点。在另一个实施例中，预热温度比6xxx铝合金的溶线温度高至少10℉，但低于6xxx铝合金的起始熔点。在又一个实施例中，预热温度比6xxx铝合金的溶线温度高至少15℉，但低于6xxx铝合金的起始熔点。在另一个实施例中，预热温度比6xxx铝合金的溶线温度高至少20℉，但低于6xxx铝合金的起始熔点。通常，当需要高机械特性时，预热温度应为溶线温度的至少90-100％或更高。

预热步骤(120)还包含将坯锭保持在预热温度下足以溶解6xxx铝合金的至少一些沉淀相的时间段。保持时间可取决于例如坯锭的大小和期望的最终特性。在一个实施例中，预热步骤(120)包含将坯锭保持在预热温度下足以溶解6xxx铝合金的大部分或甚至全部沉淀相的时间段。在一个实施例中，保持时间为至少1分钟。在另一个实施例中，保持时间为至少5分钟。在又一个实施例中，保持时间为至少10分钟。在另一个实施例中，保持时间为至少20分钟。在又一个实施例中，保持时间为至少30分钟。在另一个实施例中，保持时间为至少40分钟。在又一个实施例中，保持时间为至少50分钟或更多。通常，当需要高机械特性时，在预热温度下的保持时间应足以溶解6xxx铝合金的大部分或甚至全部沉淀相。如可以理解的，可以采用多个预热温度和对应的多个预热保持时间。

在一个实施例中，预热温度为至少950℉。在另一个实施例中，预热温度为至少960℉。在又一个实施例中，预热温度为至少970℉。在另一个实施例中，预热温度为至少975℉。在任一个上述实施例中，预热保持时间可为40-60分钟(例如，具有十五英寸直径的坯锭)。

预热步骤的非限制性实施例在图3a-3b中示出。如所示出的，将坯锭加热(a)从室温(T_室)到预热温度，在此情况下，所述预热温度是冶金所需温度(T_MR)或实现高机械特性所需的温度。如所示出的，冶金所需温度(T_MR)超过溶线温度(T_溶线)。还如所示出的，被称为t_mr并且示出为(b)在图3a-3b中的预热保持时间通常很长，以便溶解6xxx铝合金的大部分或甚至全部沉淀相。

如图3a-3b中进一步所示，预热温度(T_MR)低于初始熔融温度或T_固相线，即不应发生共晶熔融。如图3a-3b中所示，挤出工艺(下文更详细地描述)可导致产品的进一步加热。这种进一步加热通常应避免产品超过6xxx铝合金的初始熔融温度或T_固相线。因此，预热温度通常比6xxx铝合金坯锭的初始熔融温度低至少10℉。在一个实施例中，预热温度比6xxx铝合金坯锭的初始熔融温度低至少20℉。在另一个实施例中，预热温度比6xxx铝合金坯锭的初始熔融温度低至少30℉。在又一个实施例中，预热温度比6xxx铝合金坯锭的初始熔融温度低至少40℉。在另一个实施例中，预热温度比6xxx铝合金坯锭的初始熔融温度低至少50℉。

返回参考图1-2，在预热步骤(120)之后，将预热的坯锭立即转移到挤出设备，其中坯锭被挤出(130)。如在图2中所示，术语“立即转移到挤出机”意指从离开预热设备(例如，炉子220)到进入挤出设备(例如，挤出机230)的期间，坯锭的表面实现不超过100℉的温度下降。这还在图3a-3b中示出，其中转移步骤(c)显示极低温度下降。低温度下降通常通过利用预热设备和挤出设备之间的小距离结合通过系统(200)的各种设备的坯锭流动的适当调度来完成。维持从预热设备到挤出设备的低温度下降可以促进所需微观结构和特性的实现。由于预热步骤(120)采用的高预热温度，挤出机(230)可以在挤出步骤(130)期间快速且有效地将坯锭挤出成最终产品，这提高了生产率。

在一个实施例中，坯锭从离开预热设备到进入挤出设备时，实现不超过75℉的温度下降。在另一个实施例中，坯锭从离开预热设备到进入挤出设备时，实现不超过50℉的温度下降。在又一个实施例中，坯锭从离开预热设备到进入挤出设备时，实现不超过40℉的温度下降。在另一个实施例中，坯锭从离开预热设备到进入挤出设备时，实现不超过30℉的温度下降。在又一个实施例中，坯锭从离开预热设备到进入挤出设备时，实现不超过20℉的温度下降。在另一个实施例中，坯锭从离开预热设备到进入挤出设备时，实现不超过10℉的温度下降。在又一个实施例中，坯锭从离开预热设备到进入挤出设备时，实现不超过5℉的温度下降。在另一个实施例中，坯锭从离开预热设备到进入挤出设备时，实现不超过2℉的温度下降。

挤出步骤(130)通常包括经由挤出设备，如挤出机(230)，将坯锭挤出成合适的最终产品，如条、棒、管或复杂形状。挤出步骤可以通过直接或间接挤出来完成。在一种方法中，挤出步骤(130)包括将坯锭和挤出产品维持在预热温度或高于预热温度。在一个实施例中，挤出步骤包括在挤出步骤(130)期间加热挤出产品。挤出加热可例如由于挤出设备(例如，在挤出步骤期间的挤出机(230))赋予于坯锭的摩擦而产生。例如，如图3a-3b中所示，在挤出步骤(d)期间，产品的温度相对于预热温度(T_MR)增加，最终实现挤出出口温度(EET)。挤出出口温度(EET)是挤出产品立即离开挤出设备出后的温度。在一个实施例中，挤出出口温度(EET)比预热温度高至少10℉。在另一个实施例中，挤出出口温度(EET)比预热温度高至少20℉。在又一个实施例中，挤出出口温度(EET)比预热温度高至少30℉。在另一个实施例中，挤出出口温度(EET)比预热温度高至少40℉。在又一个实施例中，挤出出口温度(EET)比预热温度高至少50℉。

接下来，挤出产品从挤出设备(140)排出。作为排出步骤(140)的一部分，将挤出产品的温度维持接近挤出出口温度(EET)的温度(145)，直到产品可以通过水或另一种合适的淬火介质淬火(150)。这还在图3a-3b中示出，其中从挤出步骤(d)到淬火步骤(f)的温度下降(e)较低。在一种方法中，将挤出产品的温度维持在挤出出口温度(EET)的100℉内，直到淬火步骤(150)开始。在一个实施例中，将挤出产品的温度维持在挤出出口温度(EET)的75℉内，直到淬火步骤(150)开始。在另一个实施例中，将挤出产品的温度维持在挤出出口温度(EET)的50℉内，直到淬火步骤(150)开始。在又一个实施例中，将挤出产品的温度维持在挤出出口温度(EET)的40℉内，直到淬火步骤(150)开始。在另一个实施例中，将挤出产品的温度维持在挤出出口温度(EET)的30℉内，直到淬火步骤(150)开始。在又一个实施例中，将挤出产品的温度维持在挤出出口温度(EET)的20℉内，直到淬火步骤(150)开始。在另一个实施例中，将挤出产品的温度维持在挤出出口温度(EET)的10℉内，直到淬火步骤(150)开始。在又一个实施例中，将挤出产品的温度维持在挤出出口温度(EET)的5℉内，直到淬火步骤(150)开始。

在一个实施例中，维持步骤(145)包括将挤出产品维持在溶线温度或高于溶线温度，直到淬火步骤(150)开始。在一个实施例中，维持步骤(145)包括将挤出产品维持在高于溶线温度至少5℉，直到淬火开始。在另一个实施例中，维持步骤(145)包括将挤出产品维持在高于溶线温度至少10℉，直到淬火开始。在又一个实施例中，维持步骤(145)包括将挤出产品维持在高于溶线温度至少15℉，直到淬火开始。在另一个实施例中，维持步骤(145)包括将挤出产品维持在高于溶线温度至少20℉，直到淬火开始。在又一个实施例中，维持步骤(145)包括将挤出产品维持在高于溶线温度至少25℉，直到淬火开始。在另一个实施例中，维持步骤(145)包括将挤出产品维持在高于溶线温度至少30℉，直到淬火开始。在又一个实施例中，维持步骤(145)包括将挤出产品维持在高于溶线温度至少35℉，直到淬火开始。在另一个实施例中，维持步骤(145)包括将挤出产品维持在高于溶线温度至少40℉，直到淬火开始。

如在图2中所示，出口护罩(240)可以用于促进维持步骤(145)。出口护罩(240)可以直接邻近挤出设备(230)的出口，以便有利于维持步骤(145)。例如，并且现在参考图4，当坯锭通过挤出模具挤出时，其被排放到挤出机隧道。在挤出机隧道内，可以定位一个或多个被动和/或主动加热设备。被动加热设备的实例包含周围屏蔽件，所述周围屏蔽件被设计成反射从挤出产品辐射的热量回到产品。周围屏蔽件可以完全包围(例如，包围)挤出产品或可以部分地包围挤出产品。在一个实施例中，热屏蔽件包括适于反射从挤出产品辐射的热的材料，如金属(例如，不锈钢)。例如，绝缘材料，如支撑的玻璃纤维、陶瓷纤维和矿物羊毛橡皮布，也可以或替代地用于将挤出产品温度维持在所需的公差内。可用于保持热量的其它设备包含热空气帘或物理帘，如锁子甲。

在一个实施例中，可以呈挤出机隧道(图4)形式的出口护罩(240)可以包含一个或多个有源加热设备。有源加热设备的实例包含辐射热灯、热空气风扇和电阻加热器等。可以使用有源和无源加热设备/材料两者。

返回参考图1-2，在排出步骤(140)之后，挤出产品立即移动到淬火设备(250)，如包含固定或移动的喷水和/或水浴的设备，以便快速将产品淬火至合适的低温，例如室温。这例如在图3a-3b中展示，其中淬火步骤(f)快速淬火从出口护罩接收到的挤出产品到T_室。

如上所述，淬火步骤(150)在排出步骤(140)后立即发生。淬火步骤可以通过在挤出产品离开出口护罩时接触挤出产品的暴露部分开始(240)，即当暴露部分不再包含在出口护罩内时(240)。在一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分在溶线温度的50℉内。在另一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分在溶线温度的40℉内。在又一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分在溶线温度的30℉内。在另一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分在溶线温度的20℉内。在又一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分在溶线温度的10℉内。在另一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分处于或高于溶线温度。在又一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分比溶线温度高至少5℉。在另一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分比溶线温度高至少10℉。在又一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分比溶线温度高至少15℉。在另一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分比溶线温度高至少20℉。在又一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分比溶线温度高至少25℉。在另一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分比溶线温度高至少30℉。在又一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分比溶线温度高至少35℉。在另一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分比溶线温度高至少40℉。在又一个实施例中，当淬火介质最初接触排出的挤出产品时，挤出产品的暴露部分比溶线温度高至少45℉。

如上所述，淬火步骤(150)可以通过在挤出产品的暴露部分离开出口护罩(240)时接触所述暴露部分开始。如在图4所示，这可以通过例如使用紧邻出口护罩的出口定位的水喷射来实现，所述出口护罩可呈挤出机隧道的形式。在一个实施例中，水在挤出物从出口护罩离开的60秒内接触挤出物的暴露部分。在另一个实施例中，水在挤出物从出口护罩离开的45秒内接触挤出物的暴露部分。在又一个实施例中，水在挤出物从出口护罩离开的30秒内接触挤出物的暴露部分。在另一个实施例中，水在挤出物从出口护罩离开的20秒内接触挤出物的暴露部分。在又一个实施例中，水在挤出物从出口护罩离开的10秒内接触挤出物的暴露部分。在另一个实施例中，水在挤出物从出口护罩离开的8秒内接触挤出物的暴露部分。在又一个实施例中，水在挤出物从出口护罩离开的5秒内接触挤出物的暴露部分。

继续参考图4，淬火设备可包含淬火浴，如浸入式浴(静止水冷却)。淬火浴可以位于任何淬火水喷射的下游。水浴的使用可以促进将挤出产品(挤出物)进一步快速冷却到适当温度(例如，淬火到室温，如图3a-3b(T_室))中所示)。在一个实施例中，挤出物与水之间的相对运动在挤出物的表面上产生剪切流，这增加了冷却有效性。在一个实施例中，水浴促进至少1℉/秒的淬火速率。在进入水浴之前，通过测定挤出物的温度，并且然后测量挤出产品达到125℉的温度所需的时间，来测量水浴淬火速率。在另一个实施例中，水浴促进至少5℉/秒的淬火速率。在又一个实施例中，水浴促进至少10℉/秒的淬火速率。在另一个实施例中，水浴促进至少20℉/秒的淬火速率。在又一个实施例中，水浴促进至少30℉/秒的淬火速率。

尽管本文使用水来描述本发明的系统/方法，但可以使用任何合适的淬火介质，所述淬火介质优选为液体形式。

如下文的示例部分所示，如上所述，步骤(120)-(150)及其相关的系统部件(220)-(250)促进具有改进的微观结构且因此特性的改进组合的压淬6xxx铝合金产品的生产。如图3a-3b中所展示的，此类压淬产品可立即老化(g)和/或进一步冷加工(h)(例如，绘制)且无需任何另外的固溶热处理步骤。例如，在淬火之后，挤出产品可以加工成T6、T8或T9回火中的任何一个，如图3a-3b中所展示的。此类T6、T8或T9回火产品通常实现由于本文所述的压淬方法和设备而特性的改进组合。

应了解，维持步骤(145)是任选的。例如，在一个实施例中，挤出产品可以从挤出设备排出(140)，但不使用出口护罩(240)。在此类实施例中，当需要高拉伸特性时，在排出步骤(140)之后应尽快淬火挤出产品(150)。

II.组合物

如上所述，新系统和方法可以应用于适合于挤出任何6xxx铝合金。在一个实施例中，6xxx铝合金包含0.2至2.0wt.％Si、0.2至1.5wt.％Mg、0.07至1.0wt.％Mn、至多1.5wt.％Bi、至多1.5wt.％Sn、至多1.0wt.％Cu、至多1.0wt.％Zn、至多0.7wt.％Pb、至多0.7wt.％Fe、至多0.35wt.％Cr、至多0.35wt.％V、至多0.25wt.％Zr以及至多0.20wt.％的Ti；其余部分为铝、任选的偶存元素和杂质。

如本文所使用的，“偶存元素”意思指除以上所列元素之外，可任选地添加至合金中以帮助合金生产的元素或材料。偶存元素的实例包含铸造助剂，如脱氧剂。任选的偶存元素可以至多1.0wt.％的累积量包含在合金中。作为一个非限制性实例，可以在铸造期间将一个或多个偶存元素添加到合金中，以减少或限制(且在一些情况下，消除)因例如氧化物折叠、凹点和氧化物斑块所致的铸锭开裂。这些类型的偶存元素在本文中通常被称作脱氧剂。一些脱氧剂的实例包含Ca、Sr和Be。当钙(Ca)被包含在合金中时，其通常以至多约0.05wt.％或至多约0.03wt.％的量存在。在一些实施例中，Ca被以约0.001-0.03wt.％或约0.05wt.％，如0.001-0.008wt.％(或10至80ppm)的量包含在合金中。锶(Sr)可作为Ca的替代物(完全或部分地)包含在合金中，并因此可按与Ca相同或类似的量包含在合金中。传统上，添加铍(Be)有助于减小铸锭开裂的倾向，但出于环境、健康和安全性原因，合金的一些实施例基本上不含Be。当Be被包含在合金中时，其通常以至多约20ppm的量存在。偶存元素可以微量存在，或可以大量存在，且可以在不脱离本文所述合金的情况下自行添加所希望或其它的特征，只要所述合金保持本文所述的所希望的特征即可。然而，应理解，不得/不能通过仅添加不会在其它方面影响本文所希望和所获得的特性组合的数量的一种或多种元素来避开本公开的范围。

新型6xxx铝合金可以含有少量杂质。在一个实施例中，新型6xxx铝合金包含总计不超过0.15wt.％的杂质，并且其中铝合金包含不大于0.05wt.％的每种杂质。在另一个实施例中，新型6xxx铝合金包含总计不超过0.10wt.％的杂质，并且其中铝合金包含不大于0.03wt.％的每种杂质。

在一个实施例中，6xxx铝合金是6026LF、6020、6262A和6061铝合金中的一种。本文所述的常规6020、6262A和6061合金的组成是根据题为“国际合金标示和用于研磨铝和研磨铝合金的化学组成限制(International Alloy Designations and ChemicalComposition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys)”的铝协会文件(2015)。“6026LF”合金是6026合金的无先导形式，并且包含0.60-1.40wt.％Si、≤0.70wt.％Fe、0.20-0.50wt.％Cu、0.20-1.00wt.％Mn、0.60-1.20wt.％Mg、≤0.30wt.％Cr、≤0.30wt.％Zn、≤0.20wt.％Ti、≤0.05wt.％Sn、≤0.05wt.％Pb以及0.50-1.50wt.％Bi，其余部分为铝和杂质。

尽管本方法和系统已相对于6xxx铝合金进行描述，但预期此类方法和系统也可应用于其它可热处理(沉淀可硬化)铝合金，如2xxx或7xxx铝合金。因此，本专利申请还明确涉及挤出2xxx铝合金的方法和系统以及挤出7xxx铝合金的方法和系统。在2xxx铝合金的情况下，适用的溶线温度可包含与θ(θ)、Ω(Ω)和/或S相等相关联的那些溶线温度。在7xxx铝合金的情况下，适用的溶线温度包含与η(η)相等相关联的那些溶线温度。

III.微观结构

如上所述，6xxx铝合金产品可以实现发明性微观结构。在一种方法中，6xxx铝合金实现如从6xxx挤出产品的T/10至9T/10测量的未重结晶的微观结构，其中所述未重结晶的微观结构包括至少50vol.％的未重结晶晶粒。在一个实施例中，至少60％的未重结晶晶粒是纤维晶粒。纤维晶粒是具有至少5:1的纵横比(晶粒长度/直径)的那些纤维晶粒。在一个实施例中，未重结晶的微观结构的平均晶粒大小不大于200微米。

在另一种方法中，6xxx挤出产品实现如从6xxx挤出产品的T/10至9T/10测量的重结晶微观结构，其中所述重结晶微观结构包括至少50vol.％的重结晶晶粒。在一个实施例中，至少60％的重结晶晶粒是具有小于5:1(L:LT)(例如，1:1至4.9:1；或1.5:1至4.9:1)的纵横比的等轴晶粒。在一个实施例中，重结晶的微观结构的平均晶粒大小不大于200微米。

IV.特性

如上所述，新型6xxx铝合金可实现特性的改进组合，如强度和伸长率的改进组合。

在一个实施例中，新型6xxx铝合金是新型6026LF挤出产品，即，通过本文所述的本发明的方法和/或系统制造。新型6026LF挤出产品可以实现比常规压淬6026LF产品高至少5％的拉伸屈服强度(典型)和/或极限拉伸强度(典型)。在一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6026LF产品高至少10％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在另一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6026LF产品高至少15％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在又一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6026LF产品高至少20％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在一个实施例中，新型6026LF挤出产品实现了至少54ksi、或至少55ksi、或至少56ksi、或至少57ksi或更大的拉伸屈服强度(典型)(L)。

在一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以结合至少3％(纵向或L)的伸长率来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以结合至少4％(L)的伸长率来实现上述强度值。在又一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以结合至少5％(L)的伸长率来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以结合至少6％(L)的伸长率来实现上述强度值。在又一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以结合至少7％(L)的伸长率来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以结合至少8％(L)的伸长率来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以结合至少9％(L)的伸长率来实现上述强度值。在又一个实施例中，新型6026LF挤出产品可以结合至少10％(L)的伸长率来实现上述强度值。

在一种方法中，如下文根据EBSD样品程序所测量的，新型挤出6026LF铝合金产品实现以下中的至少一项：(a)17vol.％的立方体(ED)纹理；以及(b)至少9.7的最大ODF[001]强度。在一个实施例中，挤出6026LF铝合金实现至少18vol.％的立方体(ED)纹理或至少19vol.％的立方体(ED)纹理。在一个实施例中，挤出6026LF铝合金产品实现至少9.8、或至少10.0、或至少10.2、或至少10.4、或至少10.6、或至少10.8、或至少11.0或至少11.2的最大ODF[001]强度。

在一个实施例中，新型6xxx铝合金是新型6020挤出产品，即，通过本文所述的本发明的方法和/或系统制造。新型6020挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6020产品，例如根据美国专利第7,422,645号的6020挤出产品高至少5％的拉伸屈服强度(典型)和/或极限拉伸强度(典型)。在一个实施例中，新型6020挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6020产品高至少10％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在另一个实施例中，新型6020挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6020产品高至少15％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在又一个实施例中，新型6020挤出产品可以实现比与相同产品形式、大小和回火的常规压淬6020产品高至少20％的拉伸屈服强度(典型)和/或极限拉伸强度(典型)。在一个实施例中，新型挤出6020产品实现至少34ksi、或至少35ksi、或至少36ksi、或至少37ksi、或至少38ksi、或至少39ksi、或至少40ksi、或至少41ksi、或至少42ksi、或至少43ksi、或至少44ksi或至少45ksi的拉伸屈服强度(典型)(L)。在一个实施例中，新型6020挤出产品可以与至少8％的伸长率(纵向或L)组合实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6020挤出产品可以结合至少9％(L)的伸长率来实现上述强度值。在又一个实施例中，新型6020挤出产品可以结合至少10％(L)的伸长率来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6020挤出产品可以结合至少11％(L)的伸长率来实现上述强度值。在又一个实施例中，新型6020挤出产品可以结合至少12％(L)的伸长率来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6020挤出产品可以结合至少13％(L)的伸长率来实现上述强度值。在又一个实施例中，新型6020挤出产品可以结合至少14％(L)的伸长率来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6020挤出产品可以结合至少15％(L)的伸长率来实现上述强度值。

在一种方法中，如下文根据EBSD样品程序所测量的，新型挤出6020铝合金产品实现以下中的至少一项：(a)17vol.％的立方体(ED)纹理；以及(b)至少3.6的最大ODF[001]强度。在一个实施例中，新型挤出6020铝合金产品实现至少18vol.％的立方体(ED)纹理，或至少19vol.％的立方体(ED)纹理，或至少20vol.％的立方体(ED)纹理，或至少21vol.％的立方体(ED)纹理，至少22vol.％的立方体(ED)，或至少23vol.％的立方体(ED)，至少24vol.％的立方体(ED)，或至少25vol.％的立方体(ED)，至少26vol.％的立方体(ED)或至少27vol.％的立方体(ED)或更大的纹理。在一个实施例中，新型6020挤出铝合金产品实现至少3.8、或至少4.0、或至少4.2、或至少4.4、或至少4.6、或至少4.8、或至少5.0、或至少5.2、或至少5.4、或至少5.6、或至少5.8、或至少6.0、或至少6.2、或至少6.4、或至少6.6、或至少6.8或至少7.0的最大ODF[001]强度。

在一个实施例中，新型6xxx铝合金是新型6262A挤出产品，即，通过本文所述的本发明的方法和/或系统制造。新型6262A挤出产品可以实现比常规压淬6262A产品高至少5％的拉伸屈服强度(典型)和/或极限拉伸强度(典型)。在一个实施例中，新型6262A挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6262A产品高至少10％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在另一个实施例中，新型6262A挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6262A产品高至少15％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在又一个实施例中，新型6262A挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6262A产品高至少20％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在一个实施例中，新型6262A挤出产品实现至少37ksi、或至少38ksi、或至少39ksi、或至少40ksi、或至少41ksi、或至少42ksi、或至少43ksi、或至少44ksi、或至少45ksi、或至少46ksi、或至少47ksi、或至少48ksi、或至少49ksi、或至少50ksi、或至少51ksi、或至少52ksi、或至少53ksi、或至少54ksi的拉伸屈服强度(典型)(L)。在一个实施例中，新型6262A挤出产品可以结合至少5％的伸长率(纵向或L)来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6262A挤出产品可以结合至少6％(L)的伸长率来实现上述强度值。在又一个实施例中，新型6262A挤出产品可以结合至少7％(L)的伸长率来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6262A挤出产品可以结合至少8％(L)的伸长率来实现上述强度值。

在一种方法中，如下文根据EBSD样品程序所测量的，新型挤出6262A铝合金产品实现以下中的至少一项：(a)18vol.％的立方体(ED)纹理；以及(b)至少3.9的最大ODF[001]强度。在一个实施例中，新型挤出6262A铝合金产品实现至少19vol.％的立方体(ED)纹理、或至少20vol.％的立方体(ED)纹理、或至少21vol.％的立方体(ED)纹理、至少22vol.％的立方体(ED)纹理、或至少23vol.％的立方体(ED)纹理、至少24vol.％的立方体(ED)纹理、或至少25vol.％的立方体(ED)纹理、至少26vol.％的立方体(ED)纹理或至少27vol.％立方体(ED)纹理。在一个实施例中，新型挤出6262A铝合金产品实现至少3.8、或至少4.0、或至少4.2、或至少4.4、或至少4.6、或至少4.8、或至少5.0、或至少5.2、或至少5.4、或至少5.6、或至少5.8、或至少6.0、或至少6.2、或至少6.4、或至少6.6、或至少6.8、或至少7.0的最大ODF[001]强度。

在一个实施例中，新型6xxx铝合金是新型6061挤出产品，即，通过本文所述的本发明的方法和/或系统制造。新型6061挤出产品可以实现比常规压淬6061产品高至少5％的拉伸屈服强度(典型)和/或极限拉伸强度(典型)。在一个实施例中，新型6061挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6061产品高至少10％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在另一个实施例中，新型6061挤出产品可以实现比相同产品形式、大小和回火的常规压淬6061产品高至少15％的拉伸屈服强度(典型)和/或最终拉伸强度(典型)。在又一个实施例中，新型6061挤出产品可以实现比与相同产品形式、大小和回火的常规压淬6061产品高至少20％的拉伸屈服强度(典型)和/或极限拉伸强度(典型)。在一个实施例中，新型挤出6061产品实现至少22ksi、或至少24ksi、或至少26ksi、或至少28ksi、或至少30ksi、或至少32ksi、或至少34ksi、或至少36ksi、或至少38ksi、或至少40ksi、或至少42ksi、或至少44ksi、或至少46ksi、或至少47ksi、或至少48ksi、或至少49ksi、或至少50ksi、或至少51ksi、或至少52ksi的拉伸屈服强度(典型)(L)。在一个实施例中，新型6061挤出产品可以与至少8％的伸长率(纵向或L)组合实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6061挤出产品可以结合至少10％(L)的伸长率来实现上述强度值。在又一个实施例中，新型6061挤出产品可以结合至少12％(L)的伸长率来实现上述强度值。在另一个实施例中，新型6061挤出产品可以结合至少14％(L)的伸长率来实现上述强度值。

在一种方法中，如下文根据EBSD样品程序所测量的，新型挤出6061铝合金产品实现以下中的至少一项：(a)5vol.％的立方体(ED)纹理；以及(b)至少2.0的最大ODF[001]强度。在一个实施例中，新型挤出6061铝合金产品实现至少6vol％的立方体(ED)纹理、或至少7vol.％的立方体(ED)纹理、或至少8vol.％的立方体(ED)纹理、至少9vol.％的立方体(ED)纹理、或至少10vol.％的立方体(ED)纹理、至少11vol.％的立方体(ED)纹理、或至少12vol.％的立方体(ED)纹理、至少13vol.％的立方体(ED)纹理、或至少14vol.％的立方体(ED)纹理、或至少15vol.％的立方体(ED)纹理、至少16vol.％的立方体(ED)纹理或至少17vol.％立方体(ED)纹理。在一个实施例中，新型挤出6061铝合金产品实现至少2.5、或至少3.0、或至少3.5、或至少4.0、或至少4.5、或至少5.0、或至少5.5、或至少6.0、或至少6.5、或至少7.0、或至少7.5、或至少8.0、或至少8.5、或至少9.0、或至少9.5、或至少10.0、或至少10.2、或至少10.4、或至少10.6、或至少10.8的最大ODF[001]强度。

V.产品应用

本文所描述的新型6xxx挤出铝合金产品可以用于各种产品应用，如棒、条和配置。可以使用此类产品来制备变速阀(例如，用于自由加工具有Sn、Bi和/或Pb的6xxx铝合金)。也可以产生汽车结构部件。挤出物还可用作电连接器并且用于一般工业应用中。

VI.定义

“热加工”如通过挤出，意指在高温下，并且一般在至少250°F下加工铝合金产品。在热加工期间限制/避免应变硬化，这通常区分热加工与冷加工。

“冷加工”如通过冷拔，意指在不被视为热加工温度的温度下，一般在低于约250°F下(例如在环境温度下)加工铝合金产品。

回火定义符合美国铝业协会(The Aluminum Association)发布的ANSI H35.1(2009)，标题为“美国国家标准铝合金和回火命名系统(American National StandardAlloy and Temper Designation Systems for Aluminum)”。

强度和伸长率是根据ASTM E8/E8M-16a和B557-15测量的。

VII.其它

在以下描述中部分阐述此新技术的这些和其它方面、优点和新颖特征，且本领域的技术人员在检查以下描述和附图后将变得显而易见，或可以通过实践本公开所提供的技术的一个或多个实施例而习得。

附图构成本说明书的一部分并包含本公开的示意性实施例，并且示意了其各种目的和特征。另外，附图中示出的任何测量结果、规格等旨在示意而非限制。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。

在已经公开的那些益处和改进当中，根据结合附图进行的以下描述，本发明的其它目的和优点将变得显而易见。在本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅说明可以通过各种形式体现的本发明。另外，连同本发明的各种实施例一起给出的每一个实例均旨在示意而非限制。

在通篇说明书和权利要求书中，除非上下文另有明确规定，否则以下术语采取本文明确相关的含义。如本文所用，短语“在一个实施例中”和“在一些实施例中”不一定指相同实施例(虽然可以是)。另外，如本文所用，短语“在另一个实施例中”和“在一些其它实施例中”不一定指不同实施例(虽然可以是)。因此，可以容易地将本发明的各种实施例组合，而不偏离本发明的范围或精神。

此外，除非上下文另外明确规定，否则如本文所用，术语“或”是一种包括性的“或”运算符，且相当于术语“和/或”。除非上下文另外明确规定，否则术语“基于”不具有排他性且允许基于未描述的另外的因素。此外，在本说明书全篇中，除非上下文另外明确规定，否则“一个”、“一种”和“所述”的含义包含复数指代物。除非上下文另外明确规定，否则“在…中”的含义包含“在…中”和“在…上”。

虽然已经描述了本发明的多个实施例，但应了解这些实施例仅具说明性且无限制性，且多种润饰对于所属领域的技术人员而言可为显而易见的。仍进一步地，除非上下文明确要求，否则可以以任何期望的顺序执行各种步骤，并且可以添加和/或消除任何适用的步骤。

附图说明

图1是展示用于生产挤出6xxx铝合金产品的方法(100)的一个实施例的框图。

图2是展示用于相对于图1的方法生产挤出6xxx铝合金产品的系统(200)的一个实施例的框图。

图3a是展示一种用于在T6或T9回火中生产挤出6xxx铝合金产品的方法的流程图。

图3b是展示一种用于在T8回火中生产挤出6xxx铝合金产品的方法的流程图。

图4是用于相对于图1的方法生产挤出6xxx铝合金产品的系统的一部分的一个实施例的俯视示意图。

图5a展示了常规压淬6026LF产品的显微图像。

图5b展示了由本文所述的发明系统和方法制造的新型6026LF产品的显微图像。

图6a是用采用单独的挤出后溶液热处理的常规工艺制造的6026LF产品的显微图像。

图6b是由本文所述的发明系统和方法制造的新型6026LF产品的显微图像。

图7a-7b是示出由本文所述的发明系统和方法制造的6026LF产品的特性的图表。

图8a展示了由本文所述的发明系统和方法制造的新型6020产品的显微图像。

图9a是通过本文所述的发明系统和方法制造的新型6020产品(50微米尺度)的显微图像。

图9b是用常规压淬工艺制造的6020产品(50微米尺度)的显微图像。

图9c-9d展示了由本文所述的发明系统和方法制造的新型6020产品的另外的显微图像(200微米尺度)。

图10a-10b是示出了由本文所述的发明系统和方法制造的6020产品的特性的图表。

图11a-11b展示了由本文所述的发明系统和方法制造的新型6262A产品的显微图像。

图12a-12b是示出了由本文所述的发明系统和方法制造的6262A产品的特性的图表。

图13a是示出了用采用单独的挤出后溶液热处理的常规工艺制造的6262A产品的机械加工芯片的照片。

图13b是示出了由本文所述的发明系统和方法制造的6262A产品的机械加工芯片的照片。

图14a-14b是示出了由本文所述的发明系统和方法制造的6061产品的特性的图表。

具体实施方式

实例1

通过两种不同方法生产常规6026LF(无先导物)铝合金。这两种方法的基本步骤示于下表1中。

表1

用于执行第二发明性方法的系统与图2和4中所展示的那些系统一致。

挤出物的显微图像沿纵向获取。图5a展示了经由方法1，即常规压淬处理的6026LF-T9合金的微观结构。图5b展示了经由方法2，即本发明方法处理的6026LF-T9合金的微观结构。如所示出的，方法1导致6026LF产品在表面附近具有大的重结晶晶粒。与之相反，方法2在横截面方向上产生均匀精细的纤维未重结晶晶粒。此外，如图6b中所示，方法2的微观结构导致精细和小组成粒子的均匀分布，与在挤出后具有完全分开的炉溶液热处理的常规加工的棒的均匀分布一致(图6a)。

图7a展示了通过根据方法2产生的0.5625英寸挤出6026LF-T9棒挤出而实现的强度特性。图7b展示了通过这些相同棒实现的伸长率特性。如所示出的，挤出棒的强度和伸长率显著超过6026LF合金的ASTM要求。测量的特性值也显示在表2中。(所有值相对于纵向方向。)

表2：6026LF合金的机械特性

项	UTS(ksi)	TYS(ksi)	伸长率(％)
				坯锭1-11	56.6	55.8	10
坯锭2-10	57.0	56.5	9
				坯锭3-10	56.8	56.2	9
坯锭6-10	56.9	56.1	8
				坯锭10-10	57.3	56.5	8
坯锭13-10	56.2	55.9	9
				坯锭14-10	57.1	56.9	8

本文所述的新方法和系统还在其它6xxx铝合金中产生改进的微观结构和特性。例如，图8a示出了使用与图1和3b(T8回火)所展示的那些方法一致的方法并且使用与图2和4中所展示的那些系统一致的系统制备的6020合金的微观结构。如所示出的，挤出6020合金的晶粒在横截面方向上是纤维和均匀的。

图9a展示了通过本文所述的本发明的方法和系统制造的6020合金产品的显微图像。图9b是通过常规压淬工艺制造的6020合金产品的显微图像。新型6020产品具有更少的大含锡组成粒子，并且含锡组成粒子被球体化。更精细且更好地分布的含锡相有助于改进6xxx自由加工合金的可加工性。还如图9c-9d中所示，新型6020产品实现均匀分布的小组成粒子。此类粒子大小和粒子大小分布与在挤出后具有完全分开的炉溶液热处理的常规加工的棒的粒子大小和粒子大小分布一致。图10a-10b中示出了在T8回火中由本发明的方法和系统生产的呈棒形式的6020合金(在20％、25％和30％拉拔下1.16英寸)的机械特性。如所示出的，强度和伸长率值显著超过6020-T8ASTM最小值。下表3中还示出了测得的特性值。(所有值相对于纵向方向。)

表3–6020合金的机械特性

项	UTS(ksi)	TYS(ksi)	伸长率(％)
				R+10f_20％_B1	45.3	42.9	15
R+10f_20％_B2	45.5	42.5	15
				R+10f_25％_B1	46.7	43.3	15
R+10f_25％_B2	46.5	43.8	15
				R+10f_30％_B1	47.3	45.2	15
R+10f_30％_B2	47.4	44.7	15
				R+22f_20％_B1	45.9	43.2	15
R+22f_20％_B2	45.0	42.0	15
				R+22f_25％_B1	46.7	43.8	15
R+22f_25％_B2	45.6	42.6	15
				R+22f_30％_B1	47.6	45.2	15
R+22f_30％_B2	47.4	45.0	15

合金6262A也通过本发明的方法和系统制造(例如，与图1和3a(T9回火)和图2和4一致)。再次，如图11a-11b中所示，新型6262A产品含有小组成粒子，并且粒子大小分布是均匀的，这与在挤出后具有完全分开的炉溶液热处理的常规加工的棒的分布一致。图12a-12b中示出了在T9回火中由本发明的方法和系统生产的呈棒形式的6262A合金(0.5626英寸棒)的机械特性。如所示出的，强度和伸长率值显著超过6262A-T9 ASTM最小值。下表4中还示出了测得的特性值。(所有值相对于纵向方向。)

表4–6262A合金的机械特性

项	UTS(ksi)	TYS(ksi)	伸长率(％)
				2-2-PQ	54.1	53.1	7
2-13-PQ	54.4	53.3	7
				2-7-PQ	54.1	53.1	8
3-1-PQ	54.6	53.6	8
				3-6-PQ	54.7	53.7	8
3-7-PQ	54.9	53.8	7
				3-14-PQ	54.9	53.8	6
4-7-PQ	54.8	53.7	7
				4-10-PQ	54.6	53.6	7
4-12-PQ	55.0	53.8	8
				7-1-PQ	55.2	54.1	7
8-7-PQ	55.3	54.2	6
				8-12-PQ	54.9	53.8	7
9-1-PQ	54.4	53.3	7
				9-6-PQ	54.9	53.8	7
9-13-PQ	54.1	53.0	7
				a-PQ	55.0	53.8	6
b-PQ	55.4	54.3	6

通过本发明的方法和系统生产的6262A棒的可加工性也得到显著改善。如在图13a中所示，使用常规的挤出后溶液热处理制造的6262A-T9产品通常展现大量的超长芯片。与之相反，如图13b中所示，使用本文所述的本发明的方法和系统制造的新型6262A-T9产品展现更精细的芯片，其显示出优异的可加工性。

合金6061还通过本发明的方法和系统(例如，与图1-2a(T6回火)和图3-4)一致)制备。由T6回火中的本发明的方法和系统生产的呈棒形式的6061合金(1.50英寸棒)的机械特性示出于图14a-14b中。如所示出的，强度和伸长率值再次显著超过6061-T6 ASTM最小值。测量的特性值也显示于下表5中。(所有值相对于纵向方向。)

表5–6061合金的机械性能

项	UTS(ksi)	TYS(ksi)	伸长率(％)
				6061-1TR	53.1	50.1	16
6061-2TR	54.0	51.2	16
				6061-3TR	52.1	48.9	16
6061-1TF	55.1	51.9	16
				6061-2TF	55.6	52.4	16
6061-3TF	55.4	52.2	16

实例2

根据下文所示的EBSD样品程序获得合金的微观结构数据。表6提供了合金的一些说明性特性。所报告的最大ODF纹理强度在[001]平面中，通过横截面。立方体纹理和晶粒大小值在横向方向上。

表6–微观结构数据

如表6所示，通过本发明方法生产的合金实现比常规压制淬火合金以及甚至固溶热处理的合金要高得多的最大纹理强度。例如，新型6020挤出合金具有比常规挤出和压淬的6020合金的最大ODF纹理强度高203％的最大ODF纹理强度(6.982/3.439＝2.03)。

还如表6中所示，与常规压制淬火合金以及甚至固溶热处理合金相比，通过本发明方法生产的合金实现更多的立方体ED(挤出方向)纹理。例如，新型6020挤出合金包含比常规挤出和压淬的6020合金多9vol.％的立方体ED纹理(26vol.％相对于17vol.％)。

纹理化铝合金具有其轴线不随机分布的晶粒。由于图像可以基于各种因素而变化，因此所测量的纹理强度通常通过计算背景强度或随机强度的量，并将该背景强度与图像纹理的强度进行比较来归一化。因此，所获得纹理测量值的相对强度是可彼此比较以确定多晶材料内不同纹理的相对量的无尺寸量。例如，OIM分析可以确定背景(随机)强度并使用定向分布函数(ODF)以产生ODF强度值。这些ODF强度值可以表示给定铝合金(或其它多晶材料)内的纹理量。

对于本申请，根据EBSD样品程序(下文描述)或基本相似的OIM程序(不使用X射线衍射)测量ODF强度，其中可创建含有强度(时间随机)表示的一系列ODF图。新型6xxx铝合金产品通常具有高最大ODF强度，指示高量的纹理。据信，新型6xxx铝合金产品中的高量的纹理可有助于其改善的特性。

在一个实施例中，新型挤出6xxx铝合金产品实现比相当的产品形式、组成和回火的常规挤出和压淬的6xxx铝合金产品高至少约10％的最大ODF强度。例如，如果常规挤出和压淬的6026合金实现4.0的最大ODF强度，则通过本文公开的新加工制造的新型6026铝合金产品可以实现至少4.4的最大ODF强度(比4.0高10％)。在其它实施例中，新型挤出6xxx铝合金产品可实现比相当的产品形式、组成和回火的常规挤出和压淬的6xxx铝合金产品高至少约20％、或高至少约40％、或高至少约40％、或高至少约60％、或高至少约80％、或高至少约100％、或高至少约120％、或高至少约140％、或高至少约160％、或高至少约180％、或高至少约200％、或高至少约220％、或高至少约240％、或高至少约260％、或高至少约300％、或高至少约340％、或高至少约360％、或高至少约380％、或高至少约400％、或高至少约420％、或高至少约440％、或高至少约460％、或高至少约480％、或高至少约500％或更多的最大ODF强度。

在一个实施例中，新型挤出6xxx铝合金产品实现比相当的产品形式、组成和回火的常规挤出和压淬的6xxx铝合金产品多至少1vol.％的立方体ED纹理。例如，如果常规挤出和压淬的6026合金实现15vol.％的立方体ED纹理，那么通过本文公开的新加工制造的新型6026铝合金产品可以实现16vol.％的立方体ED纹理(1vol.％，大于15vol.％)。在其它实施例中，新型挤出6xxx铝合金产品可以实现比相当的产品形式、组成和回火的常规挤出和压淬的6xxx铝合金产品多至少2vol.％、或多至少3vol.％、或多至少4vol.％、或多至少5vol.％、或多至少6vol.％、或多至少7vol.％、或多至少8vol.％、或多至少9vol.％、或至多少10vol.％、或多至少11vol.％、或多至少12vol.％或多至少13vol.％。

EBSD样品程序

·使用赛默飞世尔公司(Thermo-Scientific)Apreeo S扫描电子显微镜(SEM)或类似的进行电子背散射衍射(EBSD)。SEM操作条件是在加速电压20kV下的51nA的光斑大小，其中样品在68°处倾斜且工作距离为17mm。使用具有4x4箱和EDAX定向图像显微软件(OIM版本7.3.1)或类似的EDAX Velocity摄像机收集EBSD图案。EBSD扫描使用2.8mm高且贯穿厚度的正方形网格扫描模式和尺寸进行。

·使用OIM TSL分析软件(版本8.0)处理收集的扫描数据。扫描数据使用两个过程清理。第一清理过程是邻域方向相关性，最小置信度为0.1，并且晶粒公差角为5°。第二清理过程是晶粒扩张，其规定了含有多行的五个数据点的最小晶粒大小。这两个过程用一次清理迭代进行。

·晶粒被定义为具有5°和最小数目5个点的晶粒耐受角。假定晶粒形状是球形的。然后使用晶粒大小直径计算晶粒大小图。在图表中，晶粒大小直径被装箱并针对面积分数绘制。

虽然已详细描述了本文所描述的新技术的各种实施例，但显而易见，本领域技术人员将想到那些实施例的修改和改编。不过，应明确地理解，这类修改和改编处于本公开技术的精神和范围内。上文所述的独特方面的各种不同方面可以组合以产生具有特性的改进组合的各种新型6xxx铝合金产品。另外，在以下描述中部分阐述此新技术的这些和其它方面和优点和新颖特征，且本领域的技术人员在检查以下描述和附图后将变得显而易见，或可以通过实践本公开所提供的技术的一个或多个实施例而习得。

Claims

1.一种6xxx挤出产品，其包括：

0.2至2.0wt.％的Si；

0.2至1.5wt.％的Mg；

0.07至1.0wt.％的Mn；

至多1.5wt.％的Bi；

至多1.5wt.％的Sn；

至多1.0wt.％的Cu；

至多1.0wt.％的Zn；

至多0.7wt.％的Pb；

至多0.7wt.％的Fe；

至多0.35wt.％的Cr；

至多0.35wt.％的V；

至多0.25wt.％的Zr；

至多0.20wt.％的Ti；

其余部分为铝、任选的偶存元素和杂质；

其中所述6xxx挤出产品包括如从所述6xxx挤出产品的T/10至9T/10所测量的未重结晶的微观结构；

其中所述未重结晶的微观结构包括至少50vol.％的未重结晶的晶粒；

其中所述未重结晶的晶粒中的至少60％是纤维晶粒；

其中所述纤维晶粒具有至少5:1的纵横比(晶粒长度/直径)；

其中所述未重结晶的微观结构的平均晶粒大小不大于200微米。

2.一种6xxx挤出产品，其包括：

0.2至2.0wt.％的Si；

0.2至1.5wt.％的Mg；

至多1.5wt.％的Bi；

至多1.5wt.％的Sn；

至多1.0wt.％的Cu；

至多1.0wt.％的Zn；

少于0.07wt.％的Mn；

至多0.7wt.％的Pb；

至多0.7wt.％的Fe；

至多0.35wt.％的Cr；

至多0.35wt.％的V；

至多0.25wt.％的Zr；

至多0.20wt.％的Ti；

其余部分为铝、任选的偶存元素和杂质；

其中所述6xxx挤出产品包括如从所述6xxx挤出产品的T/10至9T/10所测量的重结晶的微观结构；

其中所述重结晶的微观结构包括至少50vol.％的重结晶的晶粒；

其中所述重结晶的晶粒中的至少60％是纵横比不大于5:1(L:LT)的等轴晶粒；

其中所述重结晶的微观结构的平均晶粒大小不大于200微米。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的6xxx挤出产品，其中所述6xxx挤出产品包括与常规6xxx挤出产品相比多至少1vol.％的立方体(ED)纹理；

其中所述常规6xxx挤出产品是常规压淬的，并且具有相当的组成、产品形式、大小和回火。

4.根据权利要求3所述的6xxx挤出产品，其中所述6xxx挤出产品包括与所述常规6xxx挤出产品相比多至少2vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少3vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少4vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少5vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少6vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少7vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少8vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少9vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少10vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少11vol.％的立方体(ED)纹理、或多至少12vol.％的立方体(ED)纹理或多至少13vol.％的立方体(ED)纹理。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的6xxx挤出产品，其中所述6xxx挤出产品包括最大ODF[001]纹理强度，其中所述最大ODF[001]纹理强度比常规6xxx挤出产品的最大ODF[001]纹理强度高至少10％；

6.根据权利要求5所述的6xxx挤出产品，其中所述挤出6xxx挤出产品实现最大ODF[001]纹理强度，所述最大ODF[001]纹理强度比所述常规6xxx挤出产品的最大ODF[001]纹理强度高至少约20％、或高至少约40％、或高至少约40％、或高至少约60％、或高至少约80％、或高至少约100％、或高至少约120％、或高至少约140％、或高至少约160％、或高至少约180％、或高至少约200％、或高至少约220％、或高至少约240％、或高至少约260％、或高至少约300％、或高至少约340％、或高至少约360％、或高至少约380％、或高至少约400％、或高至少约420％、或高至少约440％、或高至少约460％、或高至少约480％或高至少约500％。

7.一种挤出6026LF铝合金产品，其中所述挤出6026LF产品实现以下中的至少一项：(a)17vol.％的立方体(ED)纹理；以及(b)至少9.7的最大ODF[001]强度。

8.根据权利要求7所述的挤出6026LF铝合金产品，其中所述6026LF产品实现至少18vol.％的立方体(ED)纹理或至少19vol.％的立方体(ED)纹理。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的挤出6026LF铝合金产品，其中所述挤出6026LF铝合金产品实现至少9.8、或至少10.0、或至少10.2、或至少10.4、或至少10.6、或至少10.8、或至少11.0、或至少11.2的最大ODF[001]强度。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的挤出6026LF铝合金产品，其中所述挤出6026LF产品实现比常规压淬6026LF挤出产品高至少5％的拉伸屈服强度(典型)(L)、或高至少10％的拉伸屈服强度(典型)(L)、或高至少15％的拉伸屈服强度(典型)(L)或高至少20％的拉伸屈服强度(典型)(L)；

其中所述常规6026LF挤出产品是常规压淬的，并且具有相当的产品形式、大小和回火。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的挤出6026LF产品，其中所述挤出6026LF产品实现至少54ksi、或至少55ksi、或至少56ksi或至少57ksi的拉伸屈服强度(典型)(L)。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的挤出6026LF产品，其中所述挤出6026LF产品实现至少3％、或至少4％、或至少5％、或至少6％、或至少7％、或至少8％、或至少9％或至少10％的伸长率(典型)(L)。

13.一种挤出6020铝合金产品，其中所述挤出6020产品实现以下中的至少一项：(a)17vol.％的立方体(ED)纹理；以及(b)至少3.6的最大ODF[001]强度。

14.根据权利要求13所述的挤出6020铝合金产品，其中所述挤出6020产品实现至少18vol.％的立方体(ED)纹理、或至少19vol.％的立方体(ED)纹理、或至少20vol.％的立方体(ED)纹理、或至少21vol.％的立方体(ED)纹理、至少22vol.％的立方体(ED)纹理、或至少23vol.％的立方体(ED)纹理、至少24vol.％的立方体(ED)纹理、或至少25vol.％的立方体(ED)纹理、至少26vol.％的立方体(ED)纹理或至少27vol.％的立方体(ED)纹理。

15.根据权利要求13至14中任一项所述的挤出6020铝合金产品，其中所述挤出6020铝合金产品实现至少3.8、或至少4.0、或至少4.2、或至少4.4、或至少4.6、或至少4.8、或至少5.0、或至少5.2、或至少5.4、或至少5.6、或至少5.8、或至少6.0、或至少6.2、或至少6.4、或至少6.6、或至少6.8或至少7.0的最大ODF[001]强度。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的挤出6020铝合金产品，其中所述挤出6020产品实现比常规压淬6020挤出产品高至少5％的拉伸屈服强度(典型)(L)、或高至少10％的拉伸屈服强度(典型)(L)、或高至少15％的拉伸屈服强度(典型)(L)或高至少20％的拉伸屈服强度(典型)(L)；

其中所述常规6020挤出产品是常规压淬的，并且具有相当的产品形式、大小和回火。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的挤出6020产品，其中所述挤出6020产品实现至少34ksi、或至少35ksi、或至少36ksi、或至少37ksi、或至少38ksi、或至少39ksi、或至少40ksi、或至少41ksi、或至少42ksi、或至少43ksi、或至少44ksi或至少45ksi的拉伸屈服强度(典型)(L)。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的挤出6020产品，其中所述挤出6020产品实现至少8％、或至少9％、或至少10％、或至少11％、或至少12％、或至少13％、或至少14％或至少15％的伸长率(典型)(L)。

19.一种挤出6262A铝合金产品，其中所述挤出6262A产品实现以下中的至少一项：(a)18vol.％的立方体(ED)纹理；以及(b)至少3.9的最大ODF[001]强度。

20.根据权利要求19所述的挤出6262A铝合金产品，其中所述挤出6262A产品实现至少19vol.％的立方体(ED)纹理、或至少20vol.％的立方体(ED)纹理、或至少21vol.％的立方体(ED)纹理、至少22vol.％的立方体(ED)纹理、或至少23vol.％的立方体(ED)纹理、至少24vol.％的立方体(ED)纹理、或至少25vol.％的立方体(ED)纹理、至少26vol.％的立方体(ED)纹理或至少27vol.％的立方体(ED)纹理。

21.根据权利要求19至20中任一项所述的挤出6262A铝合金产品，其中所述挤出6262A铝合金产品实现至少3.8、或至少4.0、或至少4.2、或至少4.4、或至少4.6、或至少4.8、或至少5.0、或至少5.2、或至少5.4、或至少5.6、或至少5.8、或至少6.0、或至少6.2、或至少6.4、或至少6.6、或至少6.8或至少7.0的最大ODF[001]强度。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的挤出6262A铝合金产品，其中所述挤出6262A产品实现比常规压淬6262A挤出产品高至少5％的拉伸屈服强度(典型)(L)、或高至少10％的拉伸屈服强度(典型)(L)、或高至少15％的拉伸屈服强度(典型)(L)或高至少20％的拉伸屈服强度(典型)(L)；

其中所述常规6262A挤出产品是常规压淬的，并且具有相当的产品形式、大小和回火。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的挤出6262A产品，其中所述挤出6262A产品实现至少37ksi、或至少38ksi、或至少39ksi、或至少40ksi、或至少41ksi、或至少42ksi、或至少43ksi、或至少44ksi、或至少45ksi、或至少46ksi、或至少47ksi、或至少48ksi、或至少49ksi、或至少50ksi、或至少51ksi、或至少52ksi、或至少53ksi或至少54ksi的拉伸屈服强度(典型)(L)。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的挤出6262A产品，其中所述挤出6262A产品实现至少5％、或至少6％、或至少7％或至少8％的伸长率(典型)(L)。

25.一种挤出6061铝合金产品，其中所述挤出6061产品实现以下中的至少一项：(a)5vol.％的立方体(ED)纹理；以及(b)至少2.0的最大ODF[001]强度。

26.根据权利要求25所述的挤出6061铝合金产品，其中所述挤出6061产品实现至少6vol％的立方体(ED)纹理、或至少7vol.％的立方体(ED)纹理、或至少8vol.％的立方体(ED)纹理、至少9vol.％的立方体(ED)纹理、或至少10vol.％的立方体(ED)纹理、至少11vol.％的立方体(ED)纹理、或至少12vol.％的立方体(ED)纹理、至少13vol.％的立方体(ED)纹理、或至少14vol.％的立方体(ED)纹理、或至少15vol.％的立方体(ED)纹理、至少16vol.％的立方体(ED)纹理或至少17vol.％的立方体(ED)纹理。

27.根据权利要求25至26中任一项所述的挤出6061铝合金产品，其中所述挤出6061铝合金产品实现至少2.5、或至少3.0、或至少3.5、或至少4.0、或至少4.5、或至少5.0、或至少5.5、或至少6.0、或至少6.5、或至少7.0、或至少7.5、或至少8.0、或至少8.5、或至少9.0、或至少9.5、或至少10.0、或至少10.2、或至少10.4、或至少10.6或至少10.8的最大ODF[001]强度。

28.根据权利要求25至27中任一项所述的挤出6061铝合金产品，其中所述挤出6061产品实现比常规压淬6061挤出产品高至少5％的拉伸屈服强度(典型)(L)、或高至少10％的拉伸屈服强度(典型)(L)、或高至少15％的拉伸屈服强度(典型)(L)或高至少20％的拉伸屈服强度(典型)(L)；

其中所述常规6061挤出产品是常规压淬的，并且具有相当的产品形式、大小和回火。

29.根据权利要求25至28中任一项所述的挤出6061产品，其中所述挤出6061产品实现至少22ksi、或至少24ksi、或至少26ksi、或至少28ksi、或至少30ksi、或至少32ksi、或至少34ksi、或至少36ksi、或至少38ksi、或至少40ksi、或至少42ksi、或至少44ksi、或至少46ksi、或至少47ksi、或至少48ksi、或至少49ksi、或至少50ksi、或至少51ksi或至少52ksi的拉伸屈服强度(典型)(L)。

30.根据权利要求25至29中任一项所述的挤出6061产品，其中所述挤出6061产品实现至少8％、或至少10％、或至少12％或至少14％的伸长率(典型)(L)。

31.一种方法，其包括：

(a)将6xxx铝合金的坯锭加热到预热温度；

(b)将所述坯锭保持在所述预热温度下持续足以溶解所述坯锭的至少一些沉淀硬化相的时间；

(c)在所述保持步骤之后，将所述坯锭立即转移到挤出设备；

(d)将所述坯锭在所述挤出设备中挤出成挤出产品，其中在所述挤出期间，所述坯锭和所述挤出产品两者都维持在所述预热温度下或所述预热温度以上；

(e)将所述挤出产品从所述挤出设备排出并进入出口护罩中，其中所述出口护罩将所述挤出产品维持在所述6xxx铝合金的溶线温度的100℉内；

(f)将所述挤出产品从加热护罩移动到淬火设备，其中所述淬火设备包括水喷雾和水浴中的至少一个，并且其中所述淬火设备以至少1℉/秒的冷却速率将所述挤出产品淬火到低于125℉的温度。

32.一种系统，其包括：

(a)适于预热6xxx铝合金的挤出坯锭的炉；

(b)挤出设备，所述挤出设备邻近所述炉并且位于所述炉的下游，其中所述挤出设备适于将所述坯锭挤出成挤出产品；

(c)出口护罩，所述出口护罩邻近所述挤出设备并且位于所述挤出设备的下游，其中所述出口护罩适于将所述挤出产品维持在所述6xxx铝合金的溶线温度的100℉内；

(d)淬火设备，所述淬火设备被定位成紧邻所述挤出设备并且位于所述挤出设备的下游，其中所述淬火设备适于以至少1℉/秒的冷却速率将从所述出口护罩接收到的所述挤出产品冷却到低于125℉的温度。