本發(fā)明涉及一種鋁合金型材的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種軌道交通高速動(dòng)車組車體電柜用鋁合金型材的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：目前，鋁合金及鋁半成品中，擠壓是主要的成型工藝之一，為保證擠壓熱處理效果，應(yīng)采用高溫?cái)D壓，擠壓過程中鋁棒與擠壓筒摩擦產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致鋁棒溫度逐漸升高，若鋁棒加熱溫度前后一致，會(huì)導(dǎo)致型材出口溫度開始低，然后逐漸升高；由于鋁棒在擠壓過程中前后受熱不均，導(dǎo)致擠壓后的型材出現(xiàn)前后組織不均、尺寸和形狀不一致等問題，進(jìn)而使得擠壓后的型材性能前后不一致。擠壓后的鋁型材，在自然時(shí)效過程中逐漸析出GP區(qū)，經(jīng)固溶后充分人工時(shí)效，強(qiáng)度可達(dá)到400MPa，但此狀態(tài)下的應(yīng)力腐蝕開裂非常敏感。7003合金現(xiàn)已被廣泛用于動(dòng)車車體上，主要用在車體構(gòu)件、車頂梁、上側(cè)梁薄壁大型型材、骨架及外板型材、電柜型材等，承載鋁合金動(dòng)車組電力系統(tǒng)的柜體承受不同方向的應(yīng)力載荷，其電力系統(tǒng)重約2噸，要求型材力學(xué)強(qiáng)度較高，且動(dòng)車組運(yùn)行風(fēng)雨、高低溫變化復(fù)雜的環(huán)境中，型材更容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂的現(xiàn)象。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種軌道車輛電氣柜型材加工尺寸、形狀、組織等比較均勻，強(qiáng)度高，且型材的抗應(yīng)力腐蝕性能較高的生產(chǎn)方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種軌道車輛電氣柜鋁型材的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：步驟一：將模具進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在440℃～460℃，并且保溫7～10個(gè)小時(shí)；步驟二：清理擠壓筒，至少清理兩次；步驟三：將擠壓筒加熱，加熱溫度控制在420℃～440℃；步驟四：加熱鋁棒，將鋁棒的前端溫度加熱到440℃～460℃，加熱溫度從前端至后端逐漸降低，鋁棒的前后端的溫差控制在40℃～70℃；步驟五：將加熱后的鋁棒放入擠壓機(jī)中進(jìn)行擠壓，擠壓速度為5±0.5m/min；步驟六：對(duì)擠壓后的鋁型材進(jìn)行風(fēng)冷在線淬火，淬火速率為120～150℃/min；步驟七：拉直擠壓后的鋁型材，拉直率為0.2％～0.8％；步驟八：雙級(jí)時(shí)效首先，自然時(shí)效：對(duì)鋁型材自然冷卻72小時(shí)，然后，一級(jí)人工時(shí)效：對(duì)自然冷卻后的鋁型材加熱到90℃～110℃，并保溫12小時(shí)，最后，二級(jí)人工時(shí)效：加熱鋁型材至150℃～160℃，并保溫11小時(shí)。本發(fā)明的有益效果是：本生產(chǎn)方法利用各個(gè)階段的溫度控制達(dá)到對(duì)成品質(zhì)量的控制，在步驟四中鋁棒的加熱溫度從前往后逐漸降低能夠保證鋁棒加工時(shí)的熱均勻性，使得擠壓后的型材前后的組織比較均與、尺寸和形狀一致，進(jìn)而使得擠壓后的鋁型材的前后性能一致；步驟一至步驟五中擠壓速度、鋁棒溫度、模具溫度、擠壓筒溫度相互配合是控制型材固溶溫度的關(guān)鍵，避免高溫固溶Mn、Cr等金屬化合物的析出和球化，產(chǎn)生粗大的再結(jié)晶組織、粗晶層對(duì)型材的抗應(yīng)力腐蝕性能不利，以及避免低溫固溶不能滿足在線淬火效果和焊合性能，后續(xù)無法通過措施進(jìn)行彌補(bǔ)的缺點(diǎn)；步驟六中在線淬火速率可以有效控制第二相析出速度，避免產(chǎn)生粗大的第二相，提高抗應(yīng)力腐蝕能力；步驟七中控制合理的拉直率，能夠釋放型材內(nèi)的殘余應(yīng)力，且能夠保證型材的平整度；步驟八中經(jīng)過二級(jí)人工時(shí)效，合金晶界析出相呈斷續(xù)狀分布，同時(shí)存在較為明顯的無沉淀析出帶，這種晶界結(jié)構(gòu)有助于提高合金的抗應(yīng)力腐蝕性能，可以使合金在保持中高強(qiáng)度的同時(shí)，能夠提高型材的抗應(yīng)力腐蝕性能。進(jìn)一步，還包括步驟九：試驗(yàn)1)C環(huán)應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)，按照《HB5259-1983鋁合金C環(huán)試樣應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法》進(jìn)行；2)應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)，按照《GB/T15970.7-2000金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)》第7部分:慢應(yīng)變速率試驗(yàn)進(jìn)行；比值＝T溶液/T空氣，T溶液是指試樣在酸性溶液中試驗(yàn)得到的結(jié)果，T空氣是指試樣在空氣中試驗(yàn)得到的結(jié)果，比值越大則開裂敏感度越低，比值越小則開裂敏感度越高。3)力學(xué)性能測(cè)試，按照《JISH4100-2006鋁和鋁合金擠壓型材》測(cè)試。4)顯微組織檢驗(yàn)，按照《GB/T3246.1-2000變形鋁及鋁合金制品顯微組織檢驗(yàn)方法》進(jìn)行檢測(cè)。采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：保證加工后的型材能夠滿足抗應(yīng)力腐蝕和力學(xué)性能的要求。具體實(shí)施方式現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。采用鋁棒的成分如下表所示：SiFeMgMnCuCrZnTiZr0.10.120.830.200.180.186.20.0350.20實(shí)施例一：提供一種軌道車輛電氣柜鋁型材的加工方法，包括以下步驟:步驟一：將模具進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在440℃，并且保溫7個(gè)小時(shí)；步驟二：清理擠壓筒，清理兩次；步驟三：將擠壓筒加熱，加熱溫度控制在420℃；步驟四：加熱鋁棒，將鋁棒的前端溫度加熱到440℃，加熱溫度從前端至后端逐漸降低，鋁棒的前后端的溫差控制在40℃～50℃；步驟五：將加熱后的鋁棒放入擠壓機(jī)中進(jìn)行擠壓，擠壓速度為5.5m/min；步驟六：對(duì)擠壓后的鋁型材進(jìn)行風(fēng)冷在線淬火，淬火速率為145～150℃/min；步驟七：拉直擠壓后的鋁型材，拉直率為0.2％；步驟八：雙級(jí)時(shí)效首先，自然時(shí)效：對(duì)鋁型材自然冷卻72小時(shí)，然后，一級(jí)人工時(shí)效：對(duì)自然冷卻后的鋁型材加熱到90℃，并保溫12小時(shí)，最后，二級(jí)人工時(shí)效：加熱鋁型材至150℃，并保溫11小時(shí)。步驟九：試驗(yàn)1)C環(huán)應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)，按照《HB5259-1983鋁合金C環(huán)試樣應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法》進(jìn)行；樣品外徑為20mm，壁厚1.5mm，寬度為擠壓型材厚度，試驗(yàn)溫度為35℃，施加應(yīng)力為192MPa，所用腐蝕溶液為3.5wt％NaCl溶液，溶液和試樣面積比30ml/cm2?？箲?yīng)力腐蝕性能應(yīng)滿足：T(斷裂時(shí)間)＝90天，未斷裂停止試驗(yàn)，合格。2)應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)，按照《GB/T15970.7-2000金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)》第7部分:慢應(yīng)變速率試驗(yàn)進(jìn)行；得到結(jié)果：T溶液/T空氣＝0.9。3)力學(xué)性能測(cè)試，按照《JISH4100-2006鋁和鋁合金擠壓型材》測(cè)試，得到的兩組測(cè)試結(jié)果如下：抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)度MPa斷后伸長(zhǎng)率％38534116.538333615.54)顯微組織檢驗(yàn)，按照《GB/T3246.1-2000變形鋁及鋁合金制品顯微組織檢驗(yàn)方法》檢測(cè)，型材全斷面無粗晶層，晶粒級(jí)別8-10級(jí)。實(shí)施例二：提供一種軌道車輛電氣柜鋁型材的加工方法，包括以下步驟:步驟一：將模具進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在460℃，并且保溫7個(gè)小時(shí)；步驟二：清理擠壓筒，至少清理兩次；步驟三：將擠壓筒加熱，加熱溫度控制在440℃；步驟四：加熱鋁棒，將鋁棒的前端溫度加熱到460℃，加熱溫度從前端至后端逐漸降低，鋁棒的前后端的溫差控制在60℃～70℃；步驟五：將加熱后的鋁棒放入擠壓機(jī)中進(jìn)行擠壓，擠壓速度為4.5m/min；步驟六：對(duì)擠壓后的鋁型材進(jìn)行風(fēng)冷在線淬火，淬火速率為120～126℃/min；步驟七：拉直擠壓后的鋁型材，拉直率為0.8％；步驟八：雙級(jí)時(shí)效首先，自然時(shí)效：對(duì)鋁型材自然冷卻72小時(shí)，然后，一級(jí)人工時(shí)效：對(duì)自然冷卻后的鋁型材加熱到110℃，并保溫12小時(shí)，最后，二級(jí)人工時(shí)效：加熱鋁型材至160℃，并保溫11小時(shí)。步驟九：試驗(yàn)1)C環(huán)應(yīng)力腐蝕滿足《HB5259-1983鋁合金C環(huán)試樣應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法》；樣品外徑為20mm，壁厚1.5mm，寬度為擠壓型材厚度，試驗(yàn)溫度為35℃，施加應(yīng)力為192MPa，所用腐蝕溶液為3.5wt％NaCl溶液，溶液和試樣面積比30ml/cm2；抗應(yīng)力腐蝕性能測(cè)試結(jié)果：T(斷裂時(shí)間)＝90天，未斷裂停止試驗(yàn)，合格。2)應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)按照《GB/T15970.7-2000金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)》第7部分:慢應(yīng)變速率試驗(yàn)進(jìn)行；得到結(jié)果：T溶液/T空氣＝1.0。3)力學(xué)性能按照《JISH4100-2006鋁和鋁合金擠壓型材》測(cè)試，得到的兩組測(cè)試結(jié)果如下：抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)度MPa斷后伸長(zhǎng)率％3763321638133815.54)顯微組織按照《GB/T3246.1-2000變形鋁及鋁合金制品顯微組織檢驗(yàn)方法》檢測(cè)，型材全斷面無粗晶層，晶粒級(jí)別8-10級(jí)。同樣的鋁型材在相同的試驗(yàn)條件下，使用現(xiàn)有生產(chǎn)方法加工鋁型材的試驗(yàn)結(jié)果如下：1)C環(huán)應(yīng)力腐蝕性能測(cè)試結(jié)果：T＝40天。由此可知，經(jīng)實(shí)施例一、二加工的鋁型材抗應(yīng)力腐蝕性能更好。2)應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，得到結(jié)果：T溶液/T空氣在0.4～0.6之間。由此可知，經(jīng)實(shí)施例一、二加工的鋁型材開裂敏感度降低，而現(xiàn)有技術(shù)的加工方法加工的鋁型材的開裂敏感度較高。3)力學(xué)性能的試驗(yàn)中得到的組測(cè)試結(jié)果如下：抗拉強(qiáng)度MPa屈服強(qiáng)度MPa斷后伸長(zhǎng)率％34229013.035329811.54)顯微組織按照《GB/T3246.1-2000變形鋁及鋁合金制品顯微組織檢驗(yàn)方法》檢測(cè)，型材斷面存在粗晶組織，粗晶層厚度20-50μm，晶粒級(jí)別6-7級(jí)。由此可知，經(jīng)實(shí)施例一、二加工的鋁型材力學(xué)性能得到很大的提高。綜上所述通過以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知通過本發(fā)明公開的生產(chǎn)方法能夠提高鋁型材的抗應(yīng)力腐蝕性能及力學(xué)性能均得到提高，開裂敏感度降低。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3