一种环保高韧性硬铝合金型材生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料制造技术领域，具体涉及一种环保高韧性硬铝合金型材生产 工艺。
【背景技术】
[0002] 我国已经是全球最大的铝挤压材生产、出口和消费大国。当前，我国铝挤压工业进 入规模化和技术升级的新阶段，处于变革与转型的重要时期。现在铝合金行业已经朝着生 产环保低能耗，合金性能优异的方向发展。
[0003] 连续挤压是铝合金型材生产的一种重要工艺，连续挤压杆料无需进行预热处理， 但对于坯料要求良好的韧性、塑形以及成形性能。采用连续挤压成形的铝合金主要有： 1050、1060、1100、3003、6063、六六1050、六六6082、六六6063、六六3103、六六1200、六六3005 和六六3004 等1系、3系和6系铝合金。随着科技的发展，连续挤压技术不断的提高，通过对挤压工艺以 及工模具的设计和优化，所能生产的产品截面日益复杂，各种型材层出不穷，然而，连续挤 压始终针对的对象均是软错合金。对于2xxx系、4xxx系、5xxx系以及7xxx系等硬错合金， 由于塑性变形抗力较大，成型性能较差，普遍被认为无法采用连续挤压技术加工成形。
[0004] 现有技术公开过一种通过连续挤压以及双级时效热处理得到硬铝合金型材成 品。所得产品室温抗拉强度可达450~500MPa，伸长率可达4~7. 7%，平均晶粒尺寸可达 0. 020~0. 040mm。然而，该技术虽然大幅度降低了能耗，但是实际应用中，伸长率，也就是韧 性还是不够好，不能满足高端需求。如国某项航空用产品需要一种特殊型材，要求此种铝合 金型材抗拉强度达到540N/mm 2、规定非比例延伸强度达到480N/mm 2、断后伸长率达到8%、 剥落腐蚀性能达到EB级。
[0005] 本发明旨在提供一种新的环保高韧性硬铝合金型材生产工艺，从原料到工艺参数 全面优化，可以低能耗生产出兼顾高强度，伸长率达到12%以上的优秀高韧性硬铝合金型 材，这样的工艺还未见报道。
【发明内容】
[0006] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明针对现有技术的缺点，通过多年的研宄和 实验，并且优化通过原料配比，以及工艺的条件，提供一种新的环保高韧性硬铝合金型材生 产工艺，从原料到工艺参数全面优化，可以低能耗生产出强度高，断后伸长率达到12%以上 的优秀高韧性硬铝合金型材 本发明的技术方案如下： 一种环保高韧性硬铝合金型材的生产方法： (1)配料及熔炼： 按照质量百分比配料：Cu 5-5. 5%，Fe 2-4. 5%，Mn 0.1-0. 3%，Mg 0.5-3%，Zn L 1-1. 5%，Si 0.1-1%，Ni 0.1%，Ti 0.2%，剩下的为A1，在高温下熔炼6h~8h，得到铝 合金熔液； (2) 水平连铸： 将得到的铝合金溶液进行水平连铸，并清洗； (3) 连续挤压： 连续挤压成型得半成品铝合金型材； (4) 三级时效热处理： 对步骤（3)得到的半成品铝合金型材进行三级时效热处理， 得高韧性硬铝合金型材成品。
[0007] 优选步骤（3)为：挤压转速3-5r/min，模具入口圆角r=0. 4-0. 7mm，得硬错合金型 材； 优选步骤（4)为： 一级：温度为200-300°C、时间2-5h，然后将铝合金型材水冷或空冷至室温； 二级：温度为600-630°C、时间50-60min，然后将铝合金型材水冷或空冷至室温； 三级：温度为120_150°C、时间60-80min，然后将铝合金型材空冷至室温，得硬铝合金 型材成品。
[0008] 本发明的有益之处在于： 1、本发明的工艺无需均匀化和预热处理使合金生产工艺和周期缩短，完全符合短流程 工艺的节能绿色生产要求。
[0009] 2、本发明制得的铝合金型材具有优秀的韧性和抗拉伸强度，可以满足日渐增大的 高端需求。
【具体实施方式】
[0010] 实施例1: 一种环保高韧性硬铝合金型材的生产方法： (1) 配料及熔炼： 按照质量百分比配料：Cu 5. 3%，Fe 3. 2%，Mn 0.2%，Mg 2. 5%，Zn L 5%，Si 0. 5%，Ni 0. l%，Ti 0. 2%，剩下的为A1，在温度为780°C~800°C条件下下熔炼8h，得到铝 合金熔液； (2) 水平连铸： 将得到的铝合金溶液在温度为725°C下进行水平连铸，并清洗； (3) 连续挤压： 挤压转速5r/min，模具入口圆角r=0. 4mm，得半成品错合金型材； (4) 三级时效热处理： 对步骤（3)得到的半成品铝合金型材进行三级时效热处理，具体为： 一级：温度为300°C、时间2h，然后将铝合金型材水冷或空冷至室温； 二级：温度为630°C、时间50min，然后将铝合金型材水冷或空冷至室温； 三级：温度为150°C、时间60min，然后将铝合金型材空冷至室温，得硬铝合金型材成 品。
[0011] 实施例2: 一种环保高韧性硬铝合金型材的生产方法： (1) 配料及熔炼： 按照质量百分比配料：Cu 5%，Fe 2%，Mn 0· 1%，Mg L 5%，Zn L 5%，Si 1%，Ni 0. l%，Ti 0. 2%，剩下的为A1，在温度为780°C~800°C条件下熔炼6h，得到铝合金熔液； (2) 水平连铸： 将得到的铝合金溶液在温度为780°C下进行水平连铸，并清洗； (3) 连续挤压： 挤压转速3r/min，模具入口圆角r=0. 7mm，得半成品错合金型材； (4) 三级时效热处理： 对步骤（3)得到的半成品铝合金型材进行三级时效热处理，具体为： 一级：温度为200°C、时间5h，然后将铝合金型材水冷或空冷至室温； 二级：温度为600°C、时间60min，然后将铝合金型材水冷或空冷至室温； 三级：温度为120°C、时间80min，然后将铝合金型材空冷至室温，得硬铝合金型材成 品。
[0012] 实施例3: 一种环保高韧性硬铝合金型材的生产方法： (1) 配料及熔炼： 按照质量百分比配料：Cu 5. 5%，Fe 4. 5%，Mn 0.1%，Mg 0.5%，Zn 0.8%，Si 0. 7%，Ni 0. l%，Ti 0. 2%，剩下的为A1，在温度为780°C~800°C条件下熔炼7h，得到铝合 金熔液； (2) 水平连铸： 将得到的铝合金溶液在温度为740°C下进行水平连铸，并清洗； (3) 连续挤压： 挤压转速4r/min，模具入口圆角r=0. 6mm，得半成品错合金型材； (4) 三级时效热处理： 对步骤（3)得到的半成品铝合金型材进行三级时效热处理，具体为： 一级：温度为250°C、时间4h，然后将铝合金型材水冷或空冷至室温； 二级：温度为610°C、时间55min，然后将铝合金型材水冷或空冷至室温； 三级：温度为130°C、时间70min，然后将铝合金型材空冷至室温，得硬铝合金型材成 品。
[0013] 实施例4: 一种环保高韧性硬铝合金型材的