專利名稱：硬鋁合金型材的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硬鋁合金型材的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
硬鋁合金(Al-Cu-Si系及Al-Si-Cu系鋁合金)型材以其高強(qiáng)度、質(zhì)輕及良好的耐磨性能廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車等多類空調(diào)壓縮機(jī)葉片及葉輪等部件。硬鋁合金由于 硬度及強(qiáng)度較高，其塑性成形性能必定較低，顯著影響其加工性能，甚至使其塑性加工難以實(shí)現(xiàn)，大大制約其各方面的應(yīng)用。如采用現(xiàn)有的常規(guī)熔煉鑄造錠坯及常規(guī)擠壓工藝生產(chǎn)硬鋁合金，不僅對(duì)工藝要求極其嚴(yán)格，對(duì)設(shè)備亦會(huì)產(chǎn)生極大損害，且常規(guī)擠壓存在以下多種不
足之處:::1:鑄錠需加熱，工藝流程長(zhǎng)，能耗高；(I:制品組織不均，容易出現(xiàn)粗大的晶粒，影
響合金的綜合性能。t:幾何廢料多，材料利用率低生產(chǎn)制品長(zhǎng)度受限制；(S.投資大、成
本高。通過(guò)細(xì)化晶粒的方法改善變形中各晶粒之間的協(xié)調(diào)能力和變形的均勻性，從而提高難變形合金的塑性成型性能是目前最為有效的應(yīng)對(duì)該問題的方案。具體做法是通過(guò)添加合金化元素，起到一次細(xì)化晶粒的作用，但其細(xì)化晶粒的效果有限。近年來(lái)出現(xiàn)了大塑性變形使晶粒二次微細(xì)化的方法，其中代表性的方法有等徑角擠、等徑角拉、累積疊軋、循環(huán)擠 壓一壓縮、高壓扭轉(zhuǎn)變形和多向鍛造等。這些工藝方法可使金屬及其合金獲得亞微米晶，甚至納米晶。但除多向鍛造外，其他工藝方法暫難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述不足，提供一種步驟簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)成本低及產(chǎn)品性能優(yōu)越的硬鋁合金型材的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明提供的硬鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，步驟如下
a.配料；
b.熔煉；
c.水平連鑄；
d.清洗；
e.連續(xù)擠壓,擠壓轉(zhuǎn)速4 12r/min、模具入口圓角r=0.3^0. 5mm,得硬招合金型材；
f.雙級(jí)時(shí)效熱處理對(duì)步驟e得到的硬鋁合金型材進(jìn)行一級(jí)時(shí)效熱處理，溫度為45(T520°C、時(shí)間3(Tl20min，然后將硬鋁合金型材水冷或空冷至室溫后，再進(jìn)行二級(jí)時(shí)效熱處理，溫度為15(T250°C、時(shí)間2 12h，再將硬鋁合金型材空冷至室溫，得硬鋁合金型材成
品O作為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟f中所述一級(jí)時(shí)效溫度為46(T500°C、時(shí)間3(Tl20min，所述二級(jí)時(shí)效溫度為15(T250°C、時(shí)間2 8h。本發(fā)明提供的硬鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，采用連續(xù)擠壓成形，使得本發(fā)明的生產(chǎn)工藝具有能耗低、材料利用率高、制成品長(zhǎng)度大、成品組織性能均勻、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易控，將一般應(yīng)用于具有良好塑性的金屬材料的連續(xù)擠壓技術(shù)成功的應(yīng)用于加工塑性較差的硬鋁合金型材，使合金晶粒組織深度細(xì)化，并結(jié)合雙級(jí)時(shí)效熱處理實(shí)現(xiàn)合金的沉淀強(qiáng)化，所得產(chǎn)品室溫抗拉強(qiáng)度可達(dá)45(T500MPa，伸長(zhǎng)率可達(dá)4 8%，平均晶粒尺寸可達(dá)O. 02(T0. 040mm,可應(yīng)用于合金元素總含量達(dá)到15% (質(zhì)量百分含量)以上的Al-Si-Cu系硬鋁合金型材的生產(chǎn)。目前，除本發(fā)明專利外，尚沒有關(guān)于采用連續(xù)擠壓技術(shù)生產(chǎn)此類硬鋁合金型材的報(bào)道，因此，無(wú)同類產(chǎn)品性能的比對(duì)數(shù)據(jù)；而采用常規(guī)擠壓及固溶時(shí)效熱處理雖然亦可生產(chǎn)此類合金型材(抗拉強(qiáng)度可達(dá)45(T500MPa，伸長(zhǎng)率達(dá)3 6%，平均晶粒尺寸可達(dá)5(Γ120微米)，但無(wú)法使硬鋁合金獲得細(xì)小均勻的晶粒組織，更不具有節(jié)能環(huán)保、材料利用率和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，以下實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍的限制。
實(shí)施例經(jīng)配料、熔煉、水平連鑄、清洗得到的Al-Si-Cu系硬鋁合金桿坯，采用連續(xù)擠壓得到硬鋁合金型材；再對(duì)其進(jìn)行雙級(jí)時(shí)效熱處理。不同實(shí)施方式的擠壓轉(zhuǎn)速、模具入口圓角及一級(jí)時(shí)效熱處理的溫度、時(shí)間，冷卻方式，二級(jí)時(shí)效熱處理的溫度、時(shí)間及產(chǎn)品力學(xué)性能見表I。表I各實(shí)施例工藝參數(shù)及產(chǎn)品力學(xué)性能
實(shí)施I擠壓轉(zhuǎn)速I模具入口圓角I一級(jí)時(shí)效熱處理溫度、I冷卻I二級(jí)時(shí)效熱處理溫度、I抗拉強(qiáng)度(ob/|伸長(zhǎng)率I平均晶粒尺寸
例 (r/min)__(mm)_時(shí)間_方式日寸間_MPa)__( 5 /%)__(mm)_
I 4 _ 0. 5 45Q°C、12Qmin 水冷_15Q°C、12h 459 一 7. 5~ 0. 040
2~ 4 _ 0. 5 45Q°C、12Qmin 空冷_15Q°C、12h 455 ~ 7. 7~ 0. 041
3~ 6 — 0. 4 455°C UlQmin 空冷15Q°C、lQh 466 ~ 7. 7~ 0. 041
4~ 4 ^ 0.45 46Q°C、12Qmin 水冷_15Q°C、8h 476 一 7.2~ 0. 035
5~ 4 ^ 0.45 46Q°C、12Qmin 空冷_15Q°C、8h 474 ~ 7.4~ 0. 042
6~ 9 ^ 0.45 48Q°C、6Qmin 水冷_2QQ°C、6h 468 一 6.8~ 0. 037
7~ 12 _ 0.4 5QQ°C、3Qmin 水冷·250°(、2Η 480 — 5.1~ 0. 030
8~ 12 _ 0.4 5QQ°C、3Qmin 空冷·250°(、2Η 476 — 5.3~ 0. 035
9~ 12 _ 0. 3 52Q°C、3Qmin 水冷_25Q°C、2h 488 一 5. 2~ 0. 025
Τθ~ 12 一 0. 3 52Q°C、3Qmin 空冷25Q°C、2h 491 ~ 5. 3~ 0. 02權(quán)利要求
1.一種硬鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，，步驟如下 a.配料； b.熔煉； c.水平連鑄； d.清洗； e.連續(xù)擠壓,擠壓轉(zhuǎn)速4 12r/min、模具入口圓角r=0.3^0. 5mm,得硬 招合金型材； f.雙級(jí)時(shí)效熱處理對(duì)步驟e得到的硬鋁合金型材進(jìn)行一級(jí)時(shí)效熱處理，溫度為45(T520°C、時(shí)間3(Tl20min，然后將硬鋁合金型材水冷或空冷至室溫后，再進(jìn)行二級(jí)時(shí)效熱處理，溫度為15(T250°C、時(shí)間2 12h，再將硬鋁合金型材空冷至室溫，得硬鋁合金型材成品O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬鋁合金型材的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟f中所述一級(jí)時(shí)效溫度為46(T500°C、時(shí)間3(Tl20min，所述二級(jí)時(shí)效溫度為15(T250°C、時(shí)間2 8h。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硬鋁合金型材的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝采用連續(xù)擠壓成型，將用于加工制備塑性好的金屬材料的連續(xù)擠壓成功的應(yīng)用于制備塑性較差的硬鋁合金型材，并結(jié)合雙級(jí)時(shí)效熱處理實(shí)現(xiàn)合金間的固溶及時(shí)效熱處理，使得本工藝具有步驟簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)成本低及產(chǎn)品性能優(yōu)越等特點(diǎn)。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易控，產(chǎn)品室溫抗拉強(qiáng)度可達(dá)450~500MPa，伸長(zhǎng)率可達(dá)4~8%，平均晶粒尺寸可達(dá)0.020~0.040mm,可應(yīng)用于合金元素總含量達(dá)到15%(質(zhì)量百分含量)以上的Al-Si-Cu系硬鋁合金型材的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C22F1/043GK102825092SQ201210313190
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者郭道強(qiáng), 林高用, 唐安杰, 滕世政, 雷玉霞, 王莉, 何柳 申請(qǐng)人:郴州市強(qiáng)旺新金屬材料有限公司