地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材配方及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及一種地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材配方及其制備工藝。本發(fā)明的鋁型材配方由以下元素組分按重量百分比配制而成,0.45-0.5%的Si,0.5-0.65%的Mg,0.1-0.25%的Fe,Mn≤0.03%，Cr≤0.03%，Cu≤0.05%，Zn≤0.05%，Ti≤0.05%,其余單個雜質(zhì)含量≤0.03%，其余雜質(zhì)合計≤0.1%，余量為Al,各組分的重量百分比總和為100%，其制備方法包括熔鑄、均質(zhì)化、鑄錠加熱、擠壓和熱處理步驟，熱處理步驟采用雙級人工時效熱處理，時效條件為T6+（210±5℃，2h）。本發(fā)明所制造的鋁合金硅化鎂強化相彌散均為，強度和抗晶間腐蝕性能良好。
【專利說明】地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材配方及其制備工藝
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及一種地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材配方及其制備工藝。
[0002]【【背景技術(shù)】】
目前國內(nèi)城市軌道交通架空剛性懸掛系統(tǒng)的匯流排一般是采用鋁合金型材，該匯流排的主要功能是傳導(dǎo)電流和夾持接觸線，因此對于鋁合金的導(dǎo)電性和力學(xué)性能有一定的要求，要達到抗拉強度≤215MPa，屈服強度≤160MPa，伸長率≤8%，20°C時，體積電阻率< 0.0329 Ω.mm2/m(相當于體積電導(dǎo)率IACS為52.5%)。而眾所周知，純度越高的鋁合金其導(dǎo)電性能越好，但力學(xué)性能越低。因此，提高材料的導(dǎo)電性能與提高材料的力學(xué)性能形成了一對矛盾。主要原因是熱處理強化相為硅化鎂及過剩硅與雜質(zhì)鐵等所形成的雜質(zhì)相，硅量較多時不僅降低材料的塑性，而且減低導(dǎo)電性。
[0003]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明旨在解決上述問題，而提供一種克服鋁合金剛性強度低、導(dǎo)電性能隨時間下降等弱點的地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材及其制備工藝。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材配方，配方由以下元素組分按重量百分比配制而成，0.45-0.5%的Si，0.5-0.65%的Mg, 0.1-0.25% 的 Fe, Mn ( 0.03%, Cr ( 0.03%, Cu ( 0.05%, Zn ( 0.05%, Ti ( 0.05%,其余單個雜質(zhì)含量< 0.03%，其余雜質(zhì)合計< 0.1%，余量為Al，各組分的重量百分比總和為
100% ο
[0005]一種地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材的制備工藝，包括熔鑄、均質(zhì)化、鑄錠加熱、擠壓和熱處理步驟，熱處理步驟采用雙級人工時效熱處理，時效條件為T6+ (210±5°C，2h)。
[0006]進一步的，所述的熔鑄步驟采用Al含量不小于99.85wt%的工業(yè)純Al錠、Mg含量不小于99.95wt%的純Mg錠和Al-Si中間合金作原材料。
[0007]進一步的，熔鑄之前用Al含量不小于99.85wt%的工業(yè)純Al錠清洗熔鑄爐膛。
[0008]進一步的，鑄錠加熱步驟采用加熱技術(shù)為電磁感應(yīng)加熱技術(shù)。
[0009]本發(fā)明的貢獻在于，提供了一種地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材配方及其制備工藝，該鋁合金型材達到20°C等體積電導(dǎo)率≤55%IACS，抗拉強度≤225Mpa，屈服強度≤185Mpa，延伸率> 13%，布氏硬度> 70的標準，實用電磁感應(yīng)技術(shù)作為鑄棒升溫技術(shù)，避免了鑄棒加熱不均的現(xiàn)象，熔鑄之前用Al含量不小于99.85wt.%的工業(yè)純Al錠清洗熔鑄爐膛，確保爐子在熔煉過程中不污染熔體，熱處理步驟采用雙級人工時效熱處理，使得地鐵機車導(dǎo)電鋁合金的硅化鎂強化相彌散均為，強度和抗晶間腐蝕性能得到良好的配合。
[0010]【【具體實施方式】】
下列實施例是對本發(fā)明的進一步解釋和補充，對本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。
[0011]實施例1
本實施例采用的地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材的配方由以下元素組分按重量百分比配制而成，0.45% 的 Si, 0.5% 的 Mg, 0.2% 的 Fe, 0.02% 的 Mn, 0.02% 的 Cr, 0.04% 的 Cu, 0.03%的Zn，0.03 %的Ti，其余單個雜質(zhì)含量< 0.03%，其余雜質(zhì)合計< 0.1%，余量為Al，各組分的重量百分比總和為100%。其中Al為含量不小于99.85wt%的工業(yè)純Al錠、Mg為含量不小于99.95wt%的純Mg錠和高質(zhì)量的Al-Si中間合金作原材料。熔鑄之前用Al含量不小于99.85wt.%的工業(yè)純Al錠清洗熔鑄爐膛。所有可能與熔體接觸的貼紙質(zhì)工具都涂刷涂料，防止鐵質(zhì)材料脫落掉進熔體里影響質(zhì)量，嚴防熔體污染。熔體從熔鑄爐轉(zhuǎn)移到保溫爐過程中，采取特殊的保護措施防止鋁液污染。采用陶瓷聯(lián)合精煉凈化處理措施，選用高純氮氣和精煉劑對熔體進行精煉凈化處理，熔體鑄造前采取陶瓷過濾，進一步對鋁熔體進行除渣處理。鑄錠加熱采用電磁感應(yīng)加熱技術(shù)，將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l(300HZ以上至1000HZ)的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應(yīng)線圈里流過的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應(yīng)圈里盛放的鋁棒，在鋁棒中產(chǎn)生很大的渦流，鋁棒最終在中頻爐的電磁感應(yīng)作用下快速升溫。擠壓過程中采用分流模以提高擠壓效率。熱處理步驟中采用雙級人工時效熱處理工藝。鋁合金在固溶處理后進行人工時效，雖能獲得較高的強度，但也會有嚴重的晶間腐蝕傾向的缺點。在固溶處理后人工時效的基礎(chǔ)上進行雙級時效時，地鐵機車導(dǎo)電鋁合金強度總體上隨著二級時效溫度的升高和時效時間的延長逐漸降低，但抗晶間腐蝕性能得到顯著改善，并且腐蝕形貌由典型的晶間腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)檩p微點蝕。在T6+(210±5°C，2 h)時效條件下，地鐵機車導(dǎo)電鋁合金的強度和抗晶間腐蝕性能得到良好的配合。[0012]盡管通過以上實施例對本發(fā)明進行了揭示，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的條件下，對以上各構(gòu)件所做的變形、替換等均將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材配方，其特征在于:配方由以下元素組分按重量百分比配制而成，0.45-0.5% 的 Si, 0.5-0.65% 的 Mg, 0.1-0.25% 的 Fe, Mn ( 0.03%, Cr ( 0.03%,Cu ( 0.05%, Zn ( 0.05%, Ti ( 0.05%,其余單個雜質(zhì)含量< 0.03%，其余雜質(zhì)合計< 0.1%，余量為Al,各組分的重量百分比總和為100%。
2.一種地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材制備工藝，包括熔鑄、均質(zhì)化、鑄錠加熱、擠壓和熱處理步驟，其特征在于:所述的熱處理步驟采用雙級人工時效熱處理，時效條件為T6+(210±5°C，2h)。
3.如權(quán)利要求2所述的地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材的制備工藝，其特征在于:所述的熔鑄步驟采用Al含量不小于99.85wt%的工業(yè)純Al錠、Mg含量不小于99.95wt%的純Mg錠和Al-Si中間合金作原材料。
4.如權(quán)利要求2所述的地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材的制備工藝，其特征在于:熔鑄之前用Al含量不小于99.85wt%的工業(yè)純Al錠清洗熔鑄爐膛。
5.如權(quán)利要求2所述的地鐵機車導(dǎo)電鋁合金型材的制備工藝，其特征在于:鑄錠加熱步驟采用加熱技術(shù)為電磁感應(yīng)加熱技術(shù)。
【文檔編號】C22C21/08GK103911532SQ201410165492
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】羅銘強, 聶德鍵, 陳樹欽 申請人:廣東興發(fā)鋁業(yè)有限公司, 興發(fā)鋁業(yè)（成都）有限公司, 廣東興發(fā)鋁業(yè)（江西）有限公司