一种铝合金挤压棒材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铝合金生产技术领域。
【背景技术】
[0002]7A09铝合金具有良好的断裂韧度和热加工性能，可生产供应各种规格的板材、棒材、型材、厚壁管材、锻件和模锻件，不仅可以用作工业型材上的重要承力构架，如载重汽车的框架、高速和地铁列车车箱的骨架和地板等，还适宜制造飞机上的重要受力构件，以减轻飞机的结构重量，如蒙皮、壁板、隔框、前梁、大梁、翼肋、接头、支柱和起落架等关键件及重要件，在国内各型号飞机上获得了广泛应用。在生产铝合金挤压棒材过程中，要保证棒材组织、成分的均匀性，使铝合金挤压棒材获得较佳的综合力学性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种铝合金挤压棒材的制备方法，所得的铝合金挤压棒材组织、成分均匀，并具有较佳的综合力学性能。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005]—种铝合金挤压棒材的制备方法，包括以下步骤。
[0006](I)合金配料:采用7A09铝合金做挤压棒材，各元素质量百分比为:Cu: 1.4?1.6%、Mg:2.3?2.5%、Cr:0.20?0.22%、Zn:5.3?5.5%、Si < 0.4%^Fe < 0.4%^Ti < 0.1%、其他 <0.15%、Α1:余量。
[0007](2)合金熔炼:将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，投料后搅拌加速熔化，熔炼温度控制在730°C?750°C，成分合格后精炼、扒渣，静置20?30min。
[0008](3)剪切低温浇注(简称LSPSF)技术铸棒:将流经LSPSF实验机后的铝液连铸成直径为11Omm的招棒。
[0009](4)均匀化退火处理:均匀化退火处理在均质炉中进行，铝棒在450°C?465°C的温度之下保温22?24小时。
[0010](5)铸棒、模具及挤压筒加热:铸棒在炉中加热温度控制在370°C?400°C，模具及挤压筒的加热温度控制在410 土 10°C。
[0011](6)挤压生产:铸棒、模具及挤压筒加热完成后进行挤压，挤压后棒材直径为30mm?3 5mm，挤压速度为2±0.5m/ m i η，挤压后棒材直接进行水冷。
[0012](7)热处理:将7Α09铝合金挤压棒材进行Τ6热处理，固溶处理的温度控制为465土 5°C，保温2小时，淬火后进行时效，时效温度控制为140°C，保温时间为16小时，可以得到所需T6热处理后的7A09铝合金挤压棒材。
[0013]本发明步骤(3)所述LSPSF技术铸棒中，LSPSF实验机的输送管转速控制为1.5土
0.5 r/s，输送管倾角控制为20°?30°，流入输送管的铝液温度控制为660°C?680°C。
[0014]本发明采用的LSPSF实验机为专利号201020061452.8的装置，本发明所述的LSPSF技术的基本原理为:通过低过热浇注、凝固初期激冷和混合搅拌的综合作用在合金熔体内获得最大数量的自由晶，并通过控制后续的静态缓慢冷却过程获得组织性能良好的合金熔体。该工艺技术主要包括三个步骤:(I)浇注具有特定过热度的合金熔体；(2)合金熔体在自身重力和输送管转动共同作用下流经输送管；(3)具有大量自由晶的合金熔体在浆料蓄积器中静态缓慢冷却。
[0015]本发明能够在低过热浇注、凝固初期激冷和混合搅拌的综合作用下获得成分均匀、组织性能良好的铸棒，能够使铝合金挤压棒材获得更佳的综合力学性能，铝合金挤压棒材的抗拉强度可达605MPa以上，规定非比例延伸应力可达557MPa以上，断后延伸率可达10%以上。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例1的组织分布图，其中(a)为铸棒的组织分布图，(b)为铝合金挤出棒的组织分布图。
[0017]图2为本发明实施例2的组织分布图，其中(C)为铸棒的组织分布图，(d)为铝合金挤出棒的组织分布图。
【具体实施方式】
[0018]本发明将通过以下实施例作进一步说明。
[0019]实施例1。
[0020]合金配料为:采用的7A09铝合金各元素质量百分比为:Cu: 1.45%,Mg: 2.35%,Cr:0.20%、Zn: 5.4%、Si: 0.23%、Fe: 0.: 26 %、T1: 0.05%、其他 < 0.10%、Al:余量。
[0021 ]合金熔炼为:将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，投料后搅拌加速熔化，熔炼温度控制在730°C，成分合格后精炼、扒渣，静置30min。
[0022]LSPSF技术铸棒:LSPSF实验机的输送管转速控制为1.5 r/s，输送管倾角控制为30°，流入输送管的铝液温度控制为665°C，然后将流经LSPSF实验机后的铝液连铸成直径为11 Omm的招棒。
[0023]均匀化退火处理为:均匀化退火处理在均质炉中进行，铝棒在455°C的温度之下保温24小时。
[0024]铸棒、模具及挤压筒加热为:铸棒在炉中加热温度为380°C，模具及挤压筒的加热温度为420°C。
[0025]挤压生产:铸棒、模具及挤压筒加热完成后进行挤压，挤压后棒材直径为31mm，挤压速度为1.5m/m i η，挤压后棒材直接进行水冷。
[0026]热处理:将7Α09铝合金挤压棒材进行Τ6热处理，固溶处理的温度为460°C，保温2小时，淬火后进行时效，时效温度控制为140°C，保温时间为16小时，可以得到所需T6热处理后的7A09铝合金挤压棒材。
[0027]经过上述方法生产制造的7A09铝合金挤压棒材，表面光滑，无裂纹和弯曲，不存在裂纹、气泡、腐蚀斑点等缺陷，完全符合外观要求，如图1所示，组织、成分均匀，抗拉强度达到606MPa，规定非比例延伸应力达到557MPa，断后延伸率到达10.3%。
[0028]实施例2。
[0029]合金配料为:采用的7409铝合金各元素质量百分比为:01:1.55%、1^:2.5%、(^:0.21%、Zn: 5.5%、Si: 0.25%、Fe: 0.: 28 %、T1: 0.06%、其他 < 0.10%、A1:余量。
[0030]合金熔炼为:将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，投料后搅拌加速熔化，熔炼温度控制在740°C，成分合格后精炼、扒渣，静置20min。
[0031]LSPSF技术铸棒:LSPSF实验机的输送管转速控制为2.0 r/s，输送管倾角控制为20°，流入输送管的铝液温度控制为675°C，然后将流经LSPSF实验机后的铝液连铸成直径为11 Omm的招棒。
[0032]均匀化退火处理为:均匀化退火处理在均质炉中进行，铝棒在465°C的温度之下保温22小时。
[0033]铸棒、模具及挤压筒加热为:铸棒在炉中加热温度为400°C，模具及挤压筒的加热温度为410°C。
[0034]挤压生产:铸棒、模具及挤压筒加热完成后进行挤压，挤压后棒材直径为33mm，挤压速度为2m/min，挤压后棒材直接进行水冷。
[0035]热处理:将7A09铝合金挤压棒材进行T6热处理，固溶处理的温度为470°C，保温2小时，淬火后进行时效，时效温度控制为140°C，保温时间为16小时，可以得到所需T6热处理后的7A09铝合金挤压棒材。
[0036]经过上述方法生产制造的7A09铝合金挤压棒材，表面光滑，无裂纹和弯曲，不存在裂纹、气泡、腐蚀斑点等缺陷，完全符合外观要求，如图2所示，组织、成分均匀，抗拉强度达到608MPa，规定非比例延伸应力达到559MPa，断后延伸率到达10.1%。
【主权项】
1.一种铝合金挤压棒材的制备方法，其特征是包括以下步骤: (1)采用7A09铝合金做挤压棒材，各元素质量百分比为:Cu:1.4?1.6%、Mg: 2.3?2.5%、0:0.20?0.22%、211:5.3?5.5%、51<0.4%、卩6<0.4%、11<0.1%、其他<0.15%、厶1:余量； (2)将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，投料后搅拌加速熔化，熔炼温度控制在730°C?750°C，成分合格后精炼、扒渣，静置20?30min; (3)将流经剪切低温浇注实验机后的铝液连铸成直径为IlOmm的铝棒； (4)均匀化退火处理在均质炉中进行，铝棒在450°C?465°C的温度之下保温22?24小时； (5)铸棒在炉中加热温度控制在370°C?400°C，模具及挤压筒的加热温度控制在410土10°C； (6)铸棒、模具及挤压筒加热完成后进行挤压，挤压后棒材直径为30mm?35mm，挤压速度为2 ± 0.5m/m i η，挤压后棒材直接进行水冷； (7)将7Α09铝合金挤压棒材进行Τ6热处理，固溶处理的温度控制为465±5°C，保温2小时，淬火后进行时效，时效温度控制为140°C，保温时间为16小时，可以得到所需T6热处理后的7A09铝合金挤压棒材。2.权利要求1所述的铝合金挤压棒材的制备方法，其特征是步骤(3)中剪切低温浇注实验机的输送管转速控制为1.5±0.5 r/s，输送管倾角控制为20°?30°，流入输送管的铝液温度控制为660°C?680°C。
【专利摘要】一种铝合金挤压棒材的制备方法，包括合金配料，合金熔炼，剪切低温浇注技术铸棒，均匀化退火处理，铸棒、模具及挤压筒加热，挤压生产，热处理等步骤。本发明能够在低过热浇注、凝固初期激冷和混合搅拌的综合作用下获得成分均匀、组织性能良好的铸棒，能够使铝合金挤压棒材获得更佳的综合力学性能，铝合金挤压棒材的抗拉强度可达605MPa以上，规定非比例延伸应力可达557MPa以上，断后延伸率可达10%以上。
【IPC分类】B22D1/00, C22F1/053, C22C21/10
【公开号】CN105525169
【申请号】CN201510945390
【发明人】龚兆汉, 杨湘杰, 汪丽君, 杨靖
【申请人】江西雄鹰铝业股份有限公司, 南昌大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月17日