CN1644736A - 一种高强度高延伸率6063铝合金及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度高延伸率6063铝合金及其生产方法,该合金成分为一定重量百分比的镁、硅、铜、锰、铬、铁、锌、钛和铝,生产方法是:a.熔铸:配料装炉→熔化→搅拌与扒渣→覆盖→喷射精炼→扒渣与覆盖→静置保温→铸锭。b.挤压与热处理:均质化→空气冷却→铸锭加热→挤压→水雾淬火→断切→冷床冷却→拉伸→矫直→人工时效处理→成品。本设计提高了铝合金型材的力学性能,实现了其延伸率和强度的同步提高。经检测,抗拉强度σb提升至280~300MPa,延伸率δ升至13%以上,即强度和延伸率同步分别提高40%和60%,完全满足了现代门窗和幕墙对金属型材的高承力需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金产品及其生产方法。
背景技术
6063铝合金,是铝镁硅系(Al-Mg-Si)合金里中等强度的可热处理强化铝合金,广泛应用于门窗型材和幕墙行业中。国家标准(GB/T5237-2000)中6063铝合金的力学性能指标为(T6态)抗拉强度σb≥205MPa,屈服强度σ0.2≥180MPa,延伸率δ≥8%。一般情况下,对合金元素的化学成份适当地取不同值,将会获得不同的材质性能。对于同一材质来说,其强度上升则延伸率下降;而延伸率提高,则强度降低。到目前为止,尚未发现延伸率和强度同步提高的发明。
发明内容
本发明的目的是,提供一种改进的,高强度、高延伸率6063铝合金及其生产方法,有效提高铝合金型材的力学性能,实现其延伸率和强度的同步提高,以满足现代门窗和幕墙对金属型材的高承力需求。
实现本发明的技术方案是控制合金的化学元素组成和生产工艺,提供一种高强度高延伸率6063铝合金及其生产方法。
所述高强度高延伸率6063铝合金,含有0.8~0.9%的镁(Mg),0.65~0.75%的硅(Si),0.85~0.95%的铜(Cu),0.15~0.25%的锰(Mn),0~0.1%的铬(Cr),0~0.23%的铁(Fe),0~0.10%的锌(Zn),0~0.10%的钛(Ti)。余量为铝(Al),详细可参见下表。
Mg | Si | Cu | Mn | Cr | Fe | Zn | Ti | 其余杂质 | Al | |
单个 | 合计 | |||||||||
0.8~0.9% | 0.65~0.75% | 0.85~0.95% | 0.15~0.25% | 0~0.10% | 0~0.23% | 0~0.10% | 0~0.10% | ≤0.05% | ≤0.15% | 余量 |
由上述可知,相对6063铝合金的成分标准而言,本发明提高了镁(Mg)、硅(Si)、铜(Cu)等化学元素的含量,降低了铁(Fe)的比重,并严格控制了各成分的上下限和波动范围。
所述高强度高延伸率6063铝合金产品的生产方法为下述生产工艺流程:
a.熔铸:取上述各成分按其含量配料装炉→780~800℃温度中进行熔化→搅拌与扒渣→覆盖→喷射精炼→扒渣与覆盖→静置保温→710~740℃温度中进行浇铸得铸锭备用。
b.挤压与热处理:将上述a工序所得铸锭均质化(510℃~540℃保温10~14小时,)→空气冷却→铸锭和模具加热(加热温度为430~530℃,保温2~4小时)→挤压(挤压筒预热温度为360~440℃)→水雾淬火→断切→冷床冷却→拉伸→矫直→人工时效处理(时效温度180~200℃,保温时间3~6小时)→成品。
本发明的有益效果是,由于如上述本发明提高了镁(Mg)、硅(Si)、铜(Cu)等化学元素的含量,降低了铁(Fe)的比重,并严格控制了各成分的上下限和波动范围,通过上述独到的生产方法生产,使改进型的6063铝合金成为高强度、高延伸率6063铝合金,有效地提高了铝合金型材的力学性能,成功地实现了其延伸率和强度的同步提高。经试制品成品抽样检测,在抗拉强度σb值提升至280~300MPa的同时,延伸率δ值升至13%以上,即强度和延伸率同步分别提高40%和60%,完全可以满足现代门窗和幕墙对金属型材的高承力需求。
具体实施方式
实施例1,合金成分及其含量取值为:镁(Mg)0.9%;硅(Si)0.73%;铜(Cu)0.9%;锰(Mn)0.2%;铬(Cr)0.1%。生产工艺流程如下:
a.按上述成分配料装炉,配料总量15公斤。熔炼炉采用SG-15-10坩埚电阻炉,800℃温度下熔炼至熔化;对炉中熔化的液体合金进行搅拌与扒渣处理,覆盖;喷射精炼,按规定向熔体底部喷射高纯度氮气和精练剂进行除气精炼。精炼剂用量为熔体的0.15%,氮气用量为2瓶,喷射时间控制在15分钟。使用Al-5Ti-1B做细化剂(加入量为配炉总重的0.02%);成份调整与取样;再行扒渣与覆盖,然后静置保温,得液态6063铝合金;730℃铸造温度下采用直径为Φ155毫米的钢模实施锭坯浇铸得锭坯,铸锭直径Φ150mm,铸造速度90mm/min。锭坯检查,锭坯锯切,锭坯取样检验,检验合格的锭坯切块装框,锭坯框依序打印炉次号,码框备用。
b.取出上述框内a工序中所得6063铝合金锭坯实施挤压与热处理。首先对上述锭坯均质化处理,将上述锭坯置入电阻加热炉中升温至510℃,在此温度中保温12小时,出炉,空气中自然冷却;铸锭和模具加热,加热温度为480℃,保温4小时;然后进行挤压处理,采用经阁铝业科技股份有限公司(中国长沙)的T1500挤压机对上述锭坯进行热挤压,挤压筒预热温度为400℃,锭坯加热温度为480℃,保温4小时,挤压比为50;制品挤出模具口后进行水雾淬火,使型材快速冷却到200℃以下,随后进入冷床进一步冷却到室温。迅速矫直、锯切、装框后4小时内进入时效工序。时效温度180±5℃,保温时间4小时,制品出炉空气冷却。最后沿挤压方向取拉伸试样得成品。成品在电子拉伸试验机上进行性能检测。经检测,本例所得6063铝合金成品平均力学性能指标达:抗拉强度σb:310.08MPa,屈服强度σ0.2:266.56MPa,延伸率δ:13.1%,完全达到预期的力学性能指标。
实施例2,合金成分及其含量取值为:镁(Mg)0.8%;硅(Si)0.68%;铜(Cu)0.92%;锰(Mn)0.15%;铬(Cr)0.1%。按上述成分配料,总量20吨。其余生产工艺流程同实施例1。本例所得6063铝合金成品平均力学性能指标达:抗拉强度σb:289.8MPa,屈服强度σ0.2:257.5MPa,延伸率δ:13.0%,同样达到了预期的力学性能指标。
实施例1~2的工业性生产试验中,原料所用铝锭为双零铝(Al99.7),镁锭不低于二级,合金元素硅、铜、锰以中间合金的形式配入炉料中,例如硅为铝硅合金(Al-12.6 Si),铜为铝铜合金(Al-50 Cu),锰为铝锰合金(Al-10 Mn),铬为铝铬合金(Al-2Cr)等。原料无水份、无泥污、无油污、无锈蚀以及其它污染。
Claims (2)
1、一种高强度高延伸率6063铝合金,含有0.8~0.9%的镁,0.65~0.75%的硅,0.85~0.95%的铜,0.15~0.25%的锰,0~0.10%的铬,0~0.23%的铁,0~0.10%的锌,0~0.10%的钛,余量为铝。
2、一种专用于权利要求1所述的高强度高延伸率6063铝合金的生产方法,该方法为下述生产工艺流程:
a.熔铸:取上述各成分按其含量配料装炉→780~800℃温度中进行熔化→搅拌与扒渣→覆盖→喷射精炼→扒渣与覆盖→静置保温→720~740℃温度中进行浇铸得铸锭备用。
b.挤压与热处理:将上述a工序所得铸锭均质化(510℃~540℃保温10~14小时,)→空气冷却→铸锭和模具加热(加热温度为430~530℃,保温2~4小时)→挤压(挤压筒预热温度为360-440℃)→水雾淬火→断切→冷床冷却→拉伸→矫直→人工时效处理(时效温度180℃~200℃,保温时间3~6小时)→成品。
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