本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種高強(qiáng)高韌鋁合金型材。
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、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。因其密度低,強(qiáng)度比較高,接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗蝕性等性能,可加工成各種型材,廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)鋁合金型材的強(qiáng)度和韌性提出了更高的要求。因此,亟需開發(fā)一種同時(shí)具有高強(qiáng)度高韌性的鋁合金型材。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題,本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)高韌鋁合金型材,其強(qiáng)度高,韌性好,且用其制成的產(chǎn)品不易變形、變色,使用壽命長(zhǎng)。
本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)高韌鋁合金型材,其按重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分:Mg 0.6-0.9%、Si 0.6-0.8%、Fe 0.15-0.35%、Cu 0.06-0.2%、Mn 0.1-0.3%、Cr 0.08-0.13%、Re 0.07-0.12%、Zr 0.06-0.12%、Sc 0.03-0.06%、Ti 0.02-0.06%、余量為Al,并按照如下步驟制備:
S1、將鋁錠加入熔煉爐中,升溫至730-760℃后加入Al-Fe中間合金,繼續(xù)升溫至760-800℃,加入Al-Si、Al-Cu、Al-Mn中間合金攪拌20-25min,然后加入Al-Cr中間合金攪拌5-10min,再加入Al-Re、Al-Zr、Al-Sc、Al-Ti中間合金攪拌10-15min,降溫至710-730℃后加入Mg錠攪拌5-10min,再加入精煉劑并通入體積比為3-4:1-2:0.5-1.5:1的N2+Ar+CO+Cl2的多元混合氣體,氣體壓力為0.15-0.2atm,氣體流量為3.6-4.2m3/h,通氣時(shí)間為15-30min,靜置20-25min后扒渣,取樣進(jìn)行爐前分析,調(diào)整各組分含量在上述配方范圍內(nèi),得到鋁液;
S2、將S1得到的鋁液升溫至730-750℃后澆注到金屬鑄模內(nèi),采用連續(xù)鑄造得到鑄錠,鑄造溫度為700-710℃,鑄造速度為105-115mm/min,冷卻水壓為0.2-0.3MPa,冷卻水進(jìn)水口水溫不高于20℃,出水口水溫不高于40℃;
S3、將S2得到的鑄錠進(jìn)行均勻化處理,先以120-160℃/h的升溫速率升溫至280-320℃,保溫1-3h,然后以10-20℃/h的升溫速率升溫至510-530℃,保溫5-10h,再以50-80℃/h的降溫速率降溫至220-250℃,保溫1-3h,放入0-5℃冰鹽水中冷卻至50℃以下;
S4、將經(jīng)S3均勻化處理后的鑄錠以50-100℃/h的升溫速率預(yù)熱至480-520℃,再利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型,模具預(yù)熱溫度為450-480℃,擠壓筒預(yù)熱溫度為510-530℃,擠壓速率為22-30m/min;
S5、將S4擠出成型后的型材坯件采用在線風(fēng)冷淬火,在線風(fēng)冷淬火后進(jìn)行時(shí)效處理,先以20-30℃/h的升溫速率升溫至120-150℃,保溫5-10h,再以40-50℃/h的升溫速率升溫至200-230℃,保溫5-10h,然后以60-70℃/h的降溫速率降溫至70-80℃,保溫10-15h,空冷至室溫后再以50-60℃/h的升溫速率升溫至160-180℃,保溫5-10h,接著以30-40℃/h的降溫速率降溫至80-100℃,保溫10-15h,空冷至室溫后再以80-90℃/h的升溫速率升溫至120-140℃,保溫5-10h,空冷至室溫,然后經(jīng)表面處理后得到所述高強(qiáng)高韌鋁合金型材。
優(yōu)選地,S1中,Mg、Si的重量配比為1-1.1,Mg、Si的重量百分?jǐn)?shù)之和為1.3-1.5%。
優(yōu)選地,S1中,所述精煉劑按重量百分含量包括:氟硅酸鈉10-15%、冰晶石10-15%、無(wú)水硼砂5-10%、硝酸鈉10-20%、氯化鈉20-30%、氯化鉀25-35%、二氧化鈦1-5%;優(yōu)選地,所述精煉劑的用量為所述鋁液質(zhì)量的0.1-0.3%。
優(yōu)選地,S1中,鋁液中的氫含量為0.05-0.1ml/100g。
優(yōu)選地,S2中,將S1得到的鋁液澆注到金屬鑄模內(nèi)時(shí),還包括向鋁液中加入晶粒細(xì)化劑,所述晶粒細(xì)化劑為Al-5%Ti-1%B。
優(yōu)選地,S3中,將S2得到的鑄錠進(jìn)行均勻化處理,先以140-150℃/h的升溫速率升溫至290-310℃,保溫1-2h,再以14-16℃/h的升溫速率升溫至515-525℃,保溫7-8h,然后以60-70℃/h的降溫速率降溫至230-240℃,保溫2-3h,放入0-3℃冰鹽水中冷卻至40℃以下。
優(yōu)選地,S4中,將經(jīng)S3均勻化處理后的鑄錠以70-80℃/h的升溫速率預(yù)熱至490-510℃,再利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型,模具預(yù)熱溫度為460-470℃,擠壓筒預(yù)熱溫度為515-525℃,擠壓速率為24-28m/min。
優(yōu)選地,S5中,將S4擠出成型后的型材坯件采用在線風(fēng)冷淬火,風(fēng)速為5-10m/s,大風(fēng)量冷卻,冷卻速度為45-55℃/h。
優(yōu)選地,S5中,進(jìn)行時(shí)效處理時(shí),先以24-26℃/h的升溫速率升溫至130-140℃,保溫7-8h,再以44-46℃/h的升溫速率升溫至210-220℃,保溫7-8h,然后以64-66℃/h的降溫速率降溫至74-76℃,保溫12-13h,空冷至室溫后再以54-56℃/h的升溫速率升溫至165-175℃,保溫7-8h,接著以34-36℃/h的降溫速率降溫至85-95℃,保溫12-13h,空冷至室溫后再以82-86℃/h的升溫速率升溫至125-135℃,保溫6-7h,空冷至室溫。
優(yōu)選地,S5中,表面處理包括依次進(jìn)行脫脂,堿洗,水沖洗,出光,水沖洗,陽(yáng)極氧化,封孔,干燥處理;優(yōu)選地,陽(yáng)極氧化溶液包括2-2.4mol/L的丙二酸,陽(yáng)極氧化溫度為13-17℃,陽(yáng)極氧化時(shí)間為4-8h,電壓為100-105V,陰極材料為石墨板,電流為15-20mA/cm2。
本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)高韌鋁合金型材,首先對(duì)合金成分進(jìn)行了優(yōu)化,通過對(duì)合金中Mg元素和Si元素的用量配比進(jìn)行限定,在保證使合金中所有Mg能形成Mg2Si相以發(fā)揮Mg的強(qiáng)化作用的同時(shí),隨著Si含量的增加,合金的晶粒變得細(xì)小,合金的流動(dòng)性增大,鑄造性能提高,熱處理強(qiáng)化效果增大,型材的強(qiáng)度得到顯著提高,為最終合金強(qiáng)度的提升奠定基礎(chǔ);適量Fe、Mn元素的加入則可以在合金中形成A1(MnFe)3Si相,其對(duì)于提高合金韌性具有顯著的效果,為最終合金韌性的提升奠定基礎(chǔ);微量Cr的加入可以改善Al-Mg-Si合金的鑄態(tài)組織,在鑄錠均勻化處理過程中,形成含Mn、Cr的第二相Al(MnFe)Si和Al(MnCrFe)Si顆粒,其可以加速β-FeAlSi相向尺度較小的粒狀的α-FeAlSi相轉(zhuǎn)化,不僅減少了粗大結(jié)晶相對(duì)合金性能的不利影響,而且含Mn、Cr相的彌散質(zhì)點(diǎn)可阻止合金熱擠壓過程中的再結(jié)晶,有利于得到纖維狀組織,并促進(jìn)細(xì)小時(shí)效強(qiáng)化相的析出,從而強(qiáng)化了合金;稀土Re的加入不僅可以凈化去氫、氧、氮、碳等,通過產(chǎn)生稀土氫化物的方式去除氫的有害作用,而且細(xì)化晶粒,產(chǎn)生稀土高熔點(diǎn)化合物成為晶核核心,對(duì)于改善合金性能具有顯著效果;Zr、Sc可形成細(xì)小的Al3Zr、Al3Sc金屬間化合物,二者呈彌散質(zhì)點(diǎn)存在時(shí),可細(xì)化晶粒,并在熱加工及熱處理后容易保持未再結(jié)晶不部分再結(jié)晶的組織,提高合金強(qiáng)度和韌性性能;Ti的加入則可形成大量細(xì)小的TiAl3質(zhì)點(diǎn),顯著提高固溶強(qiáng)化的效果。
其次,在對(duì)上述組分的鋁合金熔液進(jìn)行精煉過程中,為了減少其他有害元素以及雜質(zhì)對(duì)鋁合金型材的性能的影響,本發(fā)明中通過選用精煉劑形成的熔融鹽凈化法和高純多元混合氣體的除氣法對(duì)鋁液進(jìn)行聯(lián)合凈化,其中特定精煉劑的選擇可以形成具有較大多孔表面積的熔鹽,可以與鋁液中的不溶性?shī)A雜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行精煉除雜,從而對(duì)鋁液進(jìn)行脫氧、改性作用;同時(shí)通過通入多元混合氣體,除了可以除氫、除氧以外,由于多元混合氣體在噴吹入鋁液的同時(shí),氣泡上升能夠帶動(dòng)熔鹽與雜質(zhì)反應(yīng)后的復(fù)鹽很快上浮聚集在表面,并且熔鹽在高溫和氣體噴吹條件下可以呈液體或部分膠體狀態(tài),為鋁液提供了大量的自由電荷,因此形成帶不同電荷的膠體微粒,微粒之間由于相互排斥作用而形成微觀通道,這些微觀通道富集在熔鹽、夾雜和大塊枝晶狀顆粒中,微小氣泡沿這些通道上升并不斷從周圍吸附氫、氧等氣體,使氫、氧等氣體極易聚集在通道的附近,通道附近的氫、氧等氣體增多,在氣泡沿通道上升過程中,界面壓差和氫、氧等氣體的接觸頻率增大,這相當(dāng)于間接增大了氣泡與氫、氧等氣體的接觸面積,并使氣泡即使在氣體含量較低的情況下也能夠容易地吸附較多的氫、氧等氣體,克服了單純的氣泡浮游法由于受到內(nèi)外氣體壓差、接觸面積及上升路線的限制而除氫除氧效果不佳的局限性,因此上述這種聯(lián)合凈化法對(duì)于鋁液凈化具有顯著的效果,有利于獲得高品質(zhì)的致密鋁合金結(jié)構(gòu),由于高純化是成為高性能鋁合金的基本要求,即上述凈化方法對(duì)于本發(fā)明中鋁合金型材獲得高強(qiáng)高韌性能提供了最大支撐。
此外,本發(fā)明中還包括對(duì)其所述特定組分的鋁合金熔液進(jìn)行鑄造,通過變質(zhì)細(xì)化處理,有利于得到一種晶體結(jié)構(gòu)更加致密的金屬鑄錠;此后對(duì)鑄錠進(jìn)行區(qū)別于常規(guī)的強(qiáng)化均勻化處理,通過對(duì)鋁合金鑄錠先快速升溫至較低溫度,然后緩慢升溫至較高溫度,最后緩冷或空冷至室溫,可有效減少合金組織中粗大結(jié)晶相顆粒,充分發(fā)揮合金元素的有益作用;接著對(duì)鑄錠依次進(jìn)行擠壓成型,退火處理和時(shí)效處理,進(jìn)一步改善鋁合金型材的內(nèi)部組織均勻性與晶粒的細(xì)化,大大改善了鋁合金型材的質(zhì)量與加工性能;最后再對(duì)鋁合金型材進(jìn)行表面處理,通過各個(gè)工藝條件的優(yōu)化下的陽(yáng)極氧化處理,在其表面形成厚度適中的氧化膜,最后封孔,從而顯著提高鋁合金型材的耐磨、耐光和耐腐蝕性能,并使鋁合金型材具有良好的光澤和色澤。
對(duì)本發(fā)明所述高強(qiáng)高韌鋁合金型材進(jìn)行性能檢測(cè),結(jié)果如下:抗拉強(qiáng)度為740-780MPa,屈服強(qiáng)度為565-595MPa,延伸率為18.2-19.3%,鹽霧試驗(yàn)腐蝕率為0.1-0.12mg/cm2·d。
具體實(shí)施方式
下面,通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)高韌鋁合金型材,其按重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分:
Mg 0.6%、Si 0.8%、Fe 0.15%、Cu 0.2%、Mn 0.1%、Cr 0.13%、Re 0.07%、Zr 0.12%、Sc 0.03%、Ti 0.06%、余量為Al,并按照如下步驟制備:
S1、將鋁錠加入熔煉爐中,升溫至730℃后加入Al-Fe中間合金,繼續(xù)升溫至800℃,加入Al-Si、Al-Cu、Al-Mn中間合金攪拌20min,然后加入Al-Cr中間合金攪拌10min,再加入Al-Re、Al-Zr、Al-Sc、Al-Ti中間合金攪拌10min,降溫至730℃后加入Mg錠攪拌5min,再加入所述鋁液質(zhì)量的0.3%的精煉劑并通入體積比為3:2:0.5:1的N2+Ar+CO+Cl2的多元混合氣體,其中所述精煉劑按重量百分含量包括:氟硅酸鈉10%、冰晶石10%、無(wú)水硼砂10%、硝酸鈉10%、氯化鈉30%、氯化鉀25%、二氧化鈦5%,氣體壓力為0.15atm,氣體流量為4.2m3/h,通氣時(shí)間為15min,靜置25min后扒渣,取樣進(jìn)行爐前分析,調(diào)整各組分含量在上述配方范圍內(nèi),得到鋁液;
S2、向S1得到的鋁液中加入晶粒細(xì)化劑Al-5%Ti-1%B,升溫至730℃后澆注到金屬鑄模內(nèi),采用連續(xù)鑄造得到鑄錠,鑄造溫度為710℃,鑄造速度為105mm/min,冷卻水壓為0.3MPa,冷卻水進(jìn)水口水溫不高于20℃,出水口水溫不高于40℃;
S3、將S2得到的鑄錠進(jìn)行均勻化處理,先以120℃/h的升溫速率升溫至320℃,保溫1h,然后以20℃/h的升溫速率升溫至510℃,保溫10h,再以50℃/h的降溫速率降溫至250℃,保溫1h,放入5℃冰鹽水中冷卻至50℃以下;
S4、將經(jīng)S3均勻化處理后的鑄錠以50℃/h的升溫速率預(yù)熱至520℃,再利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型,模具預(yù)熱溫度為450℃,擠壓筒預(yù)熱溫度為530℃,擠壓速率為22m/min;
S5、將S4擠出成型后的型材坯件采用在線風(fēng)冷淬火,風(fēng)速為10m/s,大風(fēng)量冷卻,冷卻速度為45℃/h,在線風(fēng)冷淬火后進(jìn)行時(shí)效處理,先以30℃/h的升溫速率升溫至120℃,保溫10h,再以40℃/h的升溫速率升溫至230℃,保溫5h,然后以70℃/h的降溫速率降溫至70℃,保溫15h,空冷至室溫后再以50℃/h的升溫速率升溫至180℃,保溫5h,接著以40℃/h的降溫速率降溫至80℃,保溫15h,空冷至室溫后再以80℃/h的升溫速率升溫至140℃,保溫5h,空冷至室溫,然后依次進(jìn)行脫脂,堿洗,水沖洗,出光,水沖洗,陽(yáng)極氧化,封孔,干燥處理,陽(yáng)極氧化溶液包括2.4mol/L的丙二酸,陽(yáng)極氧化溫度為13℃,陽(yáng)極氧化時(shí)間為8h,電壓為100V,陰極材料為石墨板,電流為20mA/cm2,得到所述高強(qiáng)高韌鋁合金型材。
實(shí)施例2
本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)高韌鋁合金型材,其按重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分:Mg 0.9%、Si 0.6%、Fe 0.35%、Cu 0.06%、Mn 0.3%、Cr 0.08%、Re 0.12%、Zr 0.06%、Sc 0.06%、Ti 0.02%、余量為Al,并按照如下步驟制備:
S1、將鋁錠加入熔煉爐中,升溫至760℃后加入Al-Fe中間合金,繼續(xù)升溫至760℃,加入Al-Si、Al-Cu、Al-Mn中間合金攪拌25min,然后加入Al-Cr中間合金攪拌5min,再加入Al-Re、Al-Zr、Al-Sc、Al-Ti中間合金攪拌15min,降溫至710℃后加入Mg錠攪拌10min,再加入所述鋁液質(zhì)量的0.1%的精煉劑并通入體積比為4:1:1.5:1的N2+Ar+CO+Cl2的多元混合氣體,其中所述精煉劑按重量百分含量包括:氟硅酸鈉14%、冰晶石10%、無(wú)水硼砂5%、硝酸鈉20%、氯化鈉20%、氯化鉀30%、二氧化鈦1%,氣體壓力為0.2atm,氣體流量為3.6m3/h,通氣時(shí)間為30min,靜置20min后扒渣,取樣進(jìn)行爐前分析,調(diào)整各組分含量在上述配方范圍內(nèi),得到鋁液;
S2、向S1得到的鋁液中加入晶粒細(xì)化劑Al-5%Ti-1%B,升溫至750℃后澆注到金屬鑄模內(nèi),采用連續(xù)鑄造得到鑄錠,鑄造溫度為700℃,鑄造速度為115mm/min,冷卻水壓為0.2MPa,冷卻水進(jìn)水口水溫不高于20℃,出水口水溫不高于40℃;
S3、將S2得到的鑄錠進(jìn)行均勻化處理,先以160℃/h的升溫速率升溫至280℃,保溫3h,然后以10℃/h的升溫速率升溫至530℃,保溫5h,再以80℃/h的降溫速率降溫至220℃,保溫3h,放入0℃冰鹽水中冷卻至50℃以下;
S4、將經(jīng)S3均勻化處理后的鑄錠以100℃/h的升溫速率預(yù)熱至480℃,再利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型,模具預(yù)熱溫度為480℃,擠壓筒預(yù)熱溫度為510℃,擠壓速率為30m/min;
S5、將S4擠出成型后的型材坯件采用在線風(fēng)冷淬火,風(fēng)速為5m/s,大風(fēng)量冷卻,冷卻速度為55℃/h,在線風(fēng)冷淬火后進(jìn)行時(shí)效處理,先以20℃/h的升溫速率升溫至150℃,保溫5h,再以50℃/h的升溫速率升溫至200℃,保溫10h,然后以60℃/h的降溫速率降溫至80℃,保溫10h,空冷至室溫后再以60℃/h的升溫速率升溫至160℃,保溫10h,接著以30℃/h的降溫速率降溫至100℃,保溫10h,空冷至室溫后再以90℃/h的升溫速率升溫至120℃,保溫10h,空冷至室溫,然后依次進(jìn)行脫脂,堿洗,水沖洗,出光,水沖洗,陽(yáng)極氧化,封孔,干燥處理,陽(yáng)極氧化溶液包括2mol/L的丙二酸,陽(yáng)極氧化溫度為17℃,陽(yáng)極氧化時(shí)間為4h,電壓為105V,陰極材料為石墨板,電流為15mA/cm2,得到所述高強(qiáng)高韌鋁合金型材。
實(shí)施例3
本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)高韌鋁合金型材,其按重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分:Mg 0.7%、Si 0.7%、Fe 0.25%、Cu 0.13%、Mn 0.2%、Cr 0.1%、Re 0.09%、Zr 0.09%、Sc 0.04%、Ti 0.04%、余量為Al,并按照如下步驟制備:
S1、將鋁錠加入熔煉爐中,升溫至740℃后加入Al-Fe中間合金,繼續(xù)升溫至780℃,加入Al-Si、Al-Cu、Al-Mn中間合金攪拌22min,然后加入Al-Cr中間合金攪拌7min,再加入Al-Re、Al-Zr、Al-Sc、Al-Ti中間合金攪拌12min,降溫至720℃后加入Mg錠攪拌7min,再加入所述鋁液質(zhì)量的0.2%的精煉劑并通入體積比為3.5:1.5:1:1的N2+Ar+CO+Cl2的多元混合氣體,其中所述精煉劑按重量百分含量包括:氟硅酸鈉12%、冰晶石13%、無(wú)水硼砂7%、硝酸鈉15%、氯化鈉20%、氯化鉀30%、二氧化鈦3%,氣體壓力為0.17atm,氣體流量為3.9m3/h,通氣時(shí)間為20min,靜置22min后扒渣,取樣進(jìn)行爐前分析,調(diào)整各組分含量在上述配方范圍內(nèi),得到鋁液;
S2、向S1得到的鋁液中加入晶粒細(xì)化劑Al-5%Ti-1%B,升溫至740℃后澆注到金屬鑄模內(nèi),采用連續(xù)鑄造得到鑄錠,鑄造溫度為705℃,鑄造速度為110mm/min,冷卻水壓為0.25MPa,冷卻水進(jìn)水口水溫不高于20℃,出水口水溫不高于40℃;
S3、將S2得到的鑄錠進(jìn)行均勻化處理,先以140℃/h的升溫速率升溫至310℃,保溫1h,再以16℃/h的升溫速率升溫至515℃,保溫8h,然后以60℃/h的降溫速率降溫至240℃,保溫2h,放入3℃冰鹽水中冷卻至40℃以下;
S4、將經(jīng)S3均勻化處理后的鑄錠以70℃/h的升溫速率預(yù)熱至510℃,再利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型,模具預(yù)熱溫度為460℃,擠壓筒預(yù)熱溫度為525℃,擠壓速率為24m/min;
S5、將S4擠出成型后的型材坯件采用在線風(fēng)冷淬火,風(fēng)速為7m/s,大風(fēng)量冷卻,冷卻速度為50℃/h,在線風(fēng)冷淬火后進(jìn)行時(shí)效處理,先以24℃/h的升溫速率升溫至140℃,保溫7h,再以46℃/h的升溫速率升溫至210℃,保溫8h,然后以64℃/h的降溫速率降溫至76℃,保溫12h,空冷至室溫后再以56℃/h的升溫速率升溫至165℃,保溫8h,接著以34℃/h的降溫速率降溫至95℃,保溫12h,空冷至室溫后再以86℃/h的升溫速率升溫至125℃,保溫7h,空冷至室溫,然后依次進(jìn)行脫脂,堿洗,水沖洗,出光,水沖洗,陽(yáng)極氧化,封孔,干燥處理,陽(yáng)極氧化溶液包括2.2mol/L的丙二酸,陽(yáng)極氧化溫度為15℃,陽(yáng)極氧化時(shí)間為6h,電壓為102V,陰極材料為石墨板,電流為17mA/cm2,得到所述高強(qiáng)高韌鋁合金型材。
實(shí)施例4
本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)高韌鋁合金型材,其按重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分:Mg 0.8%、Si 0.7%、Fe 0.3%、Cu 0.1%、Mn 0.2%、Cr 0.09%、Re 0.01%、Zr 0.08%、Sc 0.05%、Ti 0.03%、余量為Al,并按照如下步驟制備:
S1、將鋁錠加入熔煉爐中,升溫至750℃后加入Al-Fe中間合金,繼續(xù)升溫至770℃,加入Al-Si、Al-Cu、Al-Mn中間合金攪拌23min,然后加入Al-Cr中間合金攪拌8min,再加入Al-Re、Al-Zr、Al-Sc、Al-Ti中間合金攪拌13min,降溫至725℃后加入Mg錠攪拌8min,再加入所述鋁液質(zhì)量的0.15%的精煉劑并通入體積比為3.4:1.6:0.8:1的N2+Ar+CO+Cl2的多元混合氣體,其中所述精煉劑按重量百分含量包括:氟硅酸鈉15%、冰晶石10%、無(wú)水硼砂5%、硝酸鈉14%、氯化鈉20%、氯化鉀35%、二氧化鈦1%,氣體壓力為0.18atm,氣體流量為3.8m3/h,通氣時(shí)間為25min,靜置23min后扒渣,取樣進(jìn)行爐前分析,調(diào)整各組分含量在上述配方范圍內(nèi),得到鋁液;
S2、向S1得到的鋁液中加入晶粒細(xì)化劑Al-5%Ti-1%B,升溫至735℃后澆注到金屬鑄模內(nèi),采用連續(xù)鑄造得到鑄錠,鑄造溫度為708℃,鑄造速度為112mm/min,冷卻水壓為0.26MPa,冷卻水進(jìn)水口水溫不高于20℃,出水口水溫不高于40℃;
S3、將S2得到的鑄錠進(jìn)行均勻化處理,先以150℃/h的升溫速率升溫至290℃,保溫2h,再以14℃/h的升溫速率升溫至525℃,保溫7h,然后以70℃/h的降溫速率降溫至230℃,保溫3h,放入0℃冰鹽水中冷卻至40℃以下;
S4、將經(jīng)S3均勻化處理后的鑄錠以80℃/h的升溫速率預(yù)熱至490℃,再利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型,模具預(yù)熱溫度為470℃,擠壓筒預(yù)熱溫度為515℃,擠壓速率為28m/min;
S5、將S4擠出成型后的型材坯件采用在線風(fēng)冷淬火,風(fēng)速為8m/s,大風(fēng)量冷卻,冷卻速度為48℃/h,在線風(fēng)冷淬火后進(jìn)行時(shí)效處理,先以26℃/h的升溫速率升溫至130℃,保溫8h,再以44℃/h的升溫速率升溫至220℃,保溫7h,然后以66℃/h的降溫速率降溫至74℃,保溫13h,空冷至室溫后再以54℃/h的升溫速率升溫至175℃,保溫7h,接著以36℃/h的降溫速率降溫至85℃,保溫13h,空冷至室溫后再以82℃/h的升溫速率升溫至135℃,保溫6h,空冷至室溫,然后依次進(jìn)行脫脂,堿洗,水沖洗,出光,水沖洗,陽(yáng)極氧化,封孔,干燥處理,陽(yáng)極氧化溶液包括2.3mol/L的丙二酸,陽(yáng)極氧化溫度為16℃,陽(yáng)極氧化時(shí)間為5h,電壓為103V,陰極材料為石墨板,電流為18mA/cm2,得到所述高強(qiáng)高韌鋁合金型材。
以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。