專利名稱：一種高強(qiáng)度鋁合金型材的熔煉制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度鋁合金型 材的熔煉制備方法，屬于鋁合金材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶中已大量應(yīng)用。隨著近年來科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)之一。鋁塑板是由經(jīng)過表面處理并用涂層烤漆的3003鋁錳合金、5005鋁鎂合金板材作為表面，PE塑料作為芯層，高分子粘結(jié)膜經(jīng)過一系列工藝加工復(fù)合而成的新型材料?，F(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金型材在熔煉過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)雜質(zhì)含量大，整個(gè)工藝過程復(fù)雜等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高強(qiáng)度鋁合金型材的熔煉制備方法，提高鋁合金型材的綜合性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種高強(qiáng)度鋁合金型材的熔煉制備方法，包括有以下操作步驟:
(I)配置鋁合金熔體:
按下列重量份原料:55-60 6063鋁錠、30-40廢棄的鋁制品、5_10碳化鉻、5_7玻璃渣粉末進(jìn)行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時(shí)，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋；當(dāng)爐料完全熔化后，應(yīng)適當(dāng)攪動(dòng)熔體，以使熔池里各處溫度均勻一致，最后向熔體內(nèi)加入鎂錠；控制熔體中各元素的質(zhì)量百分含量為:0.18≤Si ≤0.25%、1.2≤ Mg(2.8%、0.12 ≤ P ≤ 0.20%、Sn 0.20 0.30,0.20 ≤ Fe ≤ 0.42%,0.06 ≤ Cv≤0.10%、0.06 ≤Mn≤ 0.12%、0.05≤V ≤ 0.15、Zn≤0.10%、其他元素合計(jì)≤ 0.15、余量為 Al ；
2)精煉:利用精煉劑對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行精煉處理，當(dāng)鋁合金熔體經(jīng)過精煉處理，并扒出表面浮渣后，即可將熔體輸注到靜置爐，鋁合金熔體進(jìn)入靜置爐后升溫至700-750°C，使用時(shí)按每噸鋁合金熔體加入20-30Kg除鈉劑，所述的除鈉劑由以下重量份組分組成:氯化鉀50-60、活性碳酸鈣粉30-40、六氯化二碳2-10，在靜置爐內(nèi)鑄造得鋁合金圓鑄棒；
(3)熱處理
鋁合金圓鑄棒鋸切后進(jìn)行均勻化退火處理，在惰性氣體中先升溫至300-320°C下，保溫
2-3小時(shí)，每小時(shí)70-90°C升溫加熱至520-550°C下保溫6_8小時(shí)，然后放入300_320°C 200號(hào)溶劑油中中隨油緩冷，再每小時(shí)60-80°C升溫加熱至360-380°C，并保溫度5-6小時(shí)；再降溫至150-180°C下保溫3-4小時(shí)；
(4)擠壓成型將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°C，然后利用擠壓機(jī)將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度220-240°C，擠壓速度9-12米/分鐘；風(fēng)冷型材表面溫度至110-130°C后，放入2-5°C水性淬火液中進(jìn)行淬火處理2-3分鐘；最后從水中取出擠壓好的鋁合金型材進(jìn)行常溫校直處理，在120-130°C下保溫3-4小時(shí)；
(5)對(duì)鋁合金型材經(jīng)過校直處理后，對(duì)鋁合金型材進(jìn)行淬火，淬火溫度400-50(TC，冷卻方式選擇為強(qiáng)風(fēng)配合水霧淬火冷卻，保證基體中獲得高的過飽和的固溶體；
(6)在擠壓結(jié)束后8小時(shí)之內(nèi)對(duì)鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為165-185°C，保溫時(shí)間為6_8h ；
(7)對(duì)經(jīng)過時(shí)效處理后的型材進(jìn)行深冷處 理，液氮溫度為-125 -150°C，深冷處理的時(shí)間為2-5小時(shí)，在液氮中的等溫時(shí)間為:型材的橫截面積的乘以2 3min/mm2，深冷處理后將溫度已回升到室溫的型材放入100°C的沸水中加熱60-80分鐘。所述的碳化鉻的細(xì)度為5-8 μ m。所述熱處理，鋁合金圓錠鋸切后進(jìn)行均勻化退火處理，惰性氣體中先升溫至300°C下，保溫2.5小時(shí)，每小時(shí)80°C升溫加熱至530°C下保溫7小時(shí)，然后放入300°C 200號(hào)溶劑油中中隨油緩冷，再每小時(shí)70°C升溫加熱至370°C，并保溫度5.5小時(shí)；再降溫至170°C下保溫3.5小時(shí)。(5)磷化處理
首先用17%氨水對(duì)鋁合金型材洗滌進(jìn)行脫脂處理，溫度控制在45-60°C之間，時(shí)間為6-7分鐘，然后水洗；再用25%鹽酸溶液洗滌進(jìn)行酸洗處理，溫度控制在18-20°C，時(shí)間為
1-2分鐘，然后水洗；最后在溫度40°C情況下，浸入磷酸鹽溶液中，溫度控制在45-57°C，浸入時(shí)間為3-5分鐘，之后清洗干凈。所述的碳化鉻的細(xì)度為5-8 μ m。所述熱處理，鋁合金圓錠鋸切后進(jìn)行均勻化退火處理，惰性氣體中先升溫至300°C下，保溫2.5小時(shí)，每小時(shí)80°C升溫加熱至530°C下保溫7小時(shí)，然后放入300°C 200號(hào)溶劑油中中隨油緩冷，再每小時(shí)70°C升溫加熱至370°C，并保溫度5.5小時(shí)；再降溫至170°C下保溫3.5小時(shí)。本發(fā)明原料配料中添加了廢鋁材料，由于廢鋁材料經(jīng)過一次冶煉,其成分穩(wěn)定,故本發(fā)明配方中增加廢鋁材料有利于鋁型材性能穩(wěn)定，減少了鋁液冶煉時(shí)出現(xiàn)沒有檢測(cè)的材料影響鋁型材質(zhì)量的可能性；調(diào)整鋁材配方中有關(guān)成分的用量比例，對(duì)配方進(jìn)一步優(yōu)化，增加了鋁合金的強(qiáng)度和硬度，有利于提高鋁合金型材的綜合性能；退火處理、淬火處理、校直處理等步驟，增加了鋁材料的內(nèi)部組織的均勻性與晶粒的細(xì)化，大大改善了鋁合金型材的質(zhì)量與加工性能；對(duì)鋁合金型材表面進(jìn)行鉻化處理，提高了鋁合金型材表面氧化膜的抗腐蝕能力和鋁合金型材與涂層的結(jié)合力。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不局限于下列實(shí)施例。一種高強(qiáng)度鋁合金型材的熔煉制備方法，包括有以下操作步驟:
(I)配置鋁合金熔體:按下列重量份(公斤)原料:60份6063鋁錠、30份廢棄的鋁制品、10份碳化鉻、5份玻璃渣粉末進(jìn)行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時(shí)，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋；當(dāng)爐料完全熔化后，應(yīng)適當(dāng)攪動(dòng)熔體，以使熔池里各處溫度均勻一致，最后向熔體內(nèi)加入鎂錠；控制熔體中各元素的質(zhì)量百分含量為:0.18% ≤ Si ≤ 0.25%、
1.2% ≤ Mg ≤2.8%、0.12% ≤ P ≤0.20%、Sn 0.20 0.30%、0.20%≤ Fe≤0.42%、
0.06% ≤ Cu ≤ 0.10%,0.06% ≤ Mn ≤ 0.12%、0.05% ≤ V≤ 0.15,Zn≤ 0.10%、其他元素合計(jì)< 0.15、余量為Al ；
2)精煉:利用精煉劑對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行精煉處理，當(dāng)鋁合金熔體經(jīng)過精煉處理，并扒出表面浮渣后，即可將熔體輸注到靜置爐，鋁合金熔體進(jìn)入靜置爐后升溫至700-750°C，使用時(shí)按每噸鋁合金熔體加入20Kg除鈉劑，所述的除鈉劑由以下重量份(公斤)組分混合組成:氯化鉀60、活性碳酸鈣粉30、六氯化二碳2，在靜置爐內(nèi)鑄造得鋁合金圓鑄棒；
(3)熱處理
鋁合金圓鑄棒鋸切后進(jìn)行均勻化退火處理，在惰性氣體中先升溫至300-320°C下，保溫
2-3小時(shí)，每小時(shí)70-90°C升溫加熱至520-550°C下保溫6_8小時(shí)，然后放入300_320°C 200號(hào)溶劑油中中隨油緩冷至室溫，再每小時(shí)60-80°C升溫加熱至360-380°C，并保溫度5_6小時(shí)；再降溫至150-180°C下保溫3-4小時(shí)；
(4)擠壓成型
將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°C，然后利用擠壓機(jī)將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度220-240°C，擠壓速度9-12米/分鐘；風(fēng)冷型材表面溫度至110-130°C后，放入2-5°C水性淬火液中進(jìn)行淬火處理2-3分鐘；最后從水中取出擠壓好的鋁合金型材進(jìn)行常溫校直處理，在120-130°C下保溫3-4小時(shí)；
(5)對(duì)鋁合金型材經(jīng)過校直處理后，對(duì)鋁合金型材進(jìn)行淬火，淬火溫度400-50(TC，冷卻方式選擇為強(qiáng)風(fēng)配合水霧淬火冷卻，保證基體中獲得高的過飽和的固溶體；
(6)在擠壓結(jié)束后8小時(shí)之內(nèi)對(duì)鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為165-185°C，保溫時(shí)間為6_8h ；
(7)對(duì)經(jīng)過時(shí)效處理后的型材進(jìn)行深冷處理，液氮溫度為-125 -150°C，深冷處理的時(shí)間為2-5小時(shí)，在液氮中的等溫時(shí)間為:型材的橫截面積的乘以2 3min/mm2，深冷處理后將溫度已回升到室溫的型材放入100°C的沸水中加熱60-80分鐘；
所述的碳化鉻的細(xì)度為5-8 μ m。經(jīng)檢測(cè)，產(chǎn)物化學(xué)成分為:Si 0.247%、Mg 1.67%、Fe 0.35%、Cu 0.0814%、Mn
0.0986%、Cr 0.0812%、Zn 0.0856%、其他元素合計(jì)0.121%、其余為Al ;力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度為334MPa，屈服強(qiáng)度為266MPa，延伸率為15.8% ;表面性能為:單件局部膜厚24 μ m,落砂試驗(yàn)?zāi)ズ南禂?shù)560 g/ym,滴堿試驗(yàn)136s。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度鋁合金型材的熔煉制備方法，其特征在于，包括有以下操作步驟: (1)配置鋁合金熔體: 按下列重量份原料:55-60 6063鋁錠、30-40廢棄的鋁制品、5_10碳化鉻、5_7玻璃渣粉末進(jìn)行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時(shí)，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋；當(dāng)爐料完全熔化后，應(yīng)適當(dāng)攪動(dòng)熔體，以使熔池里各處溫度均勻一致，最后向熔體內(nèi)加入鎂錠；控制熔體中各元素的質(zhì)量百分含量為:0.18% ≤Si≤0.25%、1.2% ≤Mg≤ 2.8%、0.12% ≤ P ≤ 0.20%, Sn 0.20 0.30%, 0.20% ≤ Fe ≤ 0.42%, 0.06% ≤ Cu ≤ 0.10%、0.06% ≤Mn ≤ 0.12%、0.05% ≤ V ≤0.15,Zn ≤0.10%、其他元素合計(jì)≤ 0.15%、余量為 Al ； 2)精煉:利用精煉劑對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行精煉處理，當(dāng)鋁合金熔體經(jīng)過精煉處理，并扒出表面浮渣后，即可將熔體輸注到靜置爐，鋁合金熔體進(jìn)入靜置爐后升溫至700-750°C，使用時(shí)按每噸鋁合金熔體加入20-30Kg除鈉劑，所述的除鈉劑由以下重量份組分組成:氯化鉀50-60、活性碳酸鈣粉30-40、六氯化二碳2-10，在靜置爐內(nèi)鑄造得鋁合金圓鑄棒； (3)熱處理 鋁合金圓鑄棒鋸切后進(jìn)行均勻化退火處理，在惰性氣體中先升溫至300-320°C下，保溫2-3小時(shí)，每小時(shí)70-90°C升溫加熱至520-550°C下保溫6_8小時(shí)，然后放入300_320°C 200號(hào)溶劑油中中隨油緩冷，再每小時(shí)60-80°C升溫加熱至360-380°C，并保溫度5_6小時(shí)；再降溫至150-180°C下保溫3-4小時(shí)； (4)擠壓成型 將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°C，然后利用擠壓機(jī)將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度220-240°C，擠壓速度9-12米/分鐘；風(fēng)冷型材表面溫度至110-130°C后，放入2-5°C水性淬火液中進(jìn)行淬火處理2-3分鐘；最后從水中取出擠壓好的鋁合金型材進(jìn)行常溫校直處理，在120-130°C下保溫3-4小時(shí)； (5)對(duì)鋁合金型材經(jīng)過校直處理后，對(duì)鋁合金型材進(jìn)行淬火，淬火溫度400-50(TC，冷卻方式選擇為強(qiáng)風(fēng)配合水霧淬火冷卻，保證基體中獲得高的過飽和的固溶體； (6)在擠壓結(jié)束后8小時(shí)之內(nèi)對(duì)鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為165-185°C，保溫時(shí)間為6_8h ； (7)對(duì)經(jīng)過時(shí)效處理后的型材進(jìn)行深冷處理，液氮溫度為-125 -150°C，深冷處理的時(shí)間為2-5小時(shí)，在液氮中的等溫時(shí)間為:型材的橫截面積的乘以2 3min/mm2，深冷處理后將溫度已回升到室溫的型材放入100°C的沸水中加熱60-80分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度鋁合金型材的熔煉制備方法，其特征在于，所述的碳化鉻的細(xì)度為5-8 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度鋁合金型材的熔煉制備方法，其特征在于，所述熱處理，鋁合金圓錠鋸切后進(jìn)行均勻化退火處理，惰性氣體中先升溫至300°C下，保溫2.5小時(shí)，每小時(shí)80°C升溫加熱至530°C下保溫7小時(shí)，然后放入300°C 200號(hào)溶劑油中中隨油緩冷，再每小時(shí)70°C升溫加熱至370°C，并保溫度5.5小時(shí)；再降溫至170°C下保溫3.5小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度鋁合金型材的熔煉制備方法，包括有以下操作步驟(1)配置鋁合金熔體按下列重量份原料55-606063鋁錠、30-40廢棄的鋁制品、5-10碳化鉻、5-7玻璃渣粉末進(jìn)行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時(shí)，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋；當(dāng)爐料完全熔化后，應(yīng)適當(dāng)攪動(dòng)熔體，以使熔池里各處溫度均勻一致，最后向熔體內(nèi)加入鎂錠；本發(fā)明原料配料中添加了廢鋁材料，有利于鋁型材性能穩(wěn)定，減少了鋁液冶煉時(shí)出現(xiàn)沒有檢測(cè)的材料影響鋁型材質(zhì)量的可能性；對(duì)配方進(jìn)一步優(yōu)化，增加了鋁合金的強(qiáng)度和硬度，有利于提高鋁合金型材的綜合性能；對(duì)鋁合金型材表面進(jìn)行鉻化處理，提高了鋁合金型材表面氧化膜的抗腐蝕能力和鋁合金型材與涂層的結(jié)合力。
文檔編號(hào)C22F1/047GK103103413SQ20121053065
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者夏坤財(cái) 申請(qǐng)人:蕪湖恒坤汽車部件有限公司