一种高强度铝合金及其生产工艺的制作方法

文档序号:15089673发布日期:2018-08-04 13:07阅读:215来源:国知局
本发明涉及铝合金
技术领域
,尤其涉及一种高强度铝合金及其生产工艺。
背景技术
:3003是al-mn系防锈铝的典型合金。其突出特点是抗蚀性好,仅在中性介质中的抗蚀性稍次于纯铝,在其他介质中的抗蚀性与纯铝的相近。强度比工业纯铝高,而塑性很好。焊接性能优良;导热导电性能比工业纯铝低。加锰后有一定固溶强化作用。锰在铝中的固溶度随温度降低而减小,但热处理强化效果甚微,因此3003为热处理不可强化合金。该合金用途广泛,从化工设备到民用五金的各种需要加工成型、耐蚀而强度要求比纯铝高的场所,都得到广泛应用。现有的一般的3003合金在铸造的过程中容易产生晶内偏析,从而影响合金的物理性能,基于此,现研究一种高强度铝合金及其生产工艺,很好的解决了这个问题.技术实现要素:本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种高强度铝合金及其生产工艺。本发明是通过以下技术方案实现的:一种高强度铝合金,所述铝合金的化学成分质量比如下:作为本发明的优选方式之一,所述铝合金的化学成分质量比为:si为0.21,fe为0.55,cu为0.10,mn为0.93,zn为0.1,ti为0.018,余量为al。本发明还公开了一种高强度铝合金的生产工艺,包括以下步骤:(1)配料;(2)熔炼:熔化—扒渣—除气(渣)—静置;(3)铸造;(4)均热;(5)热轧;(6)冷轧—拉矫清洗;(7)分切;(8)热处理(退火);(9)包装。作为本发明的优选方式之一,所述熔炼温度720~760℃。作为本发明的优选方式之一,所述铸造温度710~720℃,铸造速度为40~48mm/min,冷却水压0.09~0.14mpa。作为本发明的优选方式之一,所述均热的均匀化温度580~620℃。作为本发明的优选方式之一,所述热轧温度470~510℃。作为本发明的优选方式之一,所述热轧温度最佳为490℃。作为本发明的优选方式之一,所述挤压温度300~460℃。作为本发明的优选方式之一,所述典型退火温度406℃,空气冷却。本发明相比现有技术的优点在于:本发明采用高温均匀化退火,使固溶体内锰含量趋于均匀,并配以大的冷变形度使再结晶形核均匀;高温热轧,热轧温度提高到470~510℃,其效果可以和高温均匀化退火相近;高温快速再结晶退火。未进行高温均匀化退火或高温热轧的材料可采用盐浴或感应加热,温度高于490℃,短时间完成再结晶;适量添加钛有明显作用,因为钛偏析和锰偏析的方向相反,而影响相同,故能起到部分抵消作用。具体实施方式下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。mn:锰是主要合金化元素,虽然不可热处理强化,但锰有一定固溶强化作用,mnal6有一定弥散强化作用,因此3003强度稍高于纯铝。含锰量在1.0~1.5%范围内,合金的强度和伸长率均较好,如果超过1.5%,将会出现粗大硬脆的mnal6相,使合金变形时易开裂,对合金局部的延展性也会造成不良影响,因此3003的含锰量不超过1.5%,最好控制在成分范围的中限。mnal6的电极电位和纯铝实际上相等,所以3003有与纯铝相近的抗蚀性。fe:铁在在铝合金中一般作为杂质控制,但在3003中允许达到0.7%,因为锰极易产生晶内偏析,又能显著提高再结晶温度。冷变形后的3003铝材,在退火过程中,低锰部分先再结晶和晶粒长大,而高锰部分还未再结晶,结果使退火板材晶粒大小极不均匀,而fe能溶入mnal6中形成(femn)al6,减少锰的偏析,使退火板材得到细晶粒。但(femn)al6过多时会降低合金力学性能,生产中往往采用快速退火(盐浴炉、气垫炉、感应加热炉)得到细晶粒。si:一般控制在0.6%以下。si是有害杂质,若fe、si同时存在,则先形成(al12fe3si2)或(al9fe2si2),破坏了fe的有利影响,但si也能降低mn在al中的溶解度,形成t(al12mn3si2)。fe和si可以加速mn在热变形过程中从过饱和固溶体中分解,提高力学性能。mg:能提高al-mn合金强度,细化再结晶组织,但会降低退火半成品的表面光泽度。cu:能降低铝合金抗蚀性,但含量在0.05~0.2%时,会使合金的点腐蚀变成均匀腐蚀,也可以显著提高抗拉强度,因而是有益的。zn:会降低合金抗蚀性,但考虑到焊接性能应控制在0.2%以下。实施例一:一种高强度铝合金,所述铝合金的化学成分质量比如下:sifecumnzntial0.160.500.060.880.10.012余量为al实施例二:一种高强度铝合金,所述铝合金的化学成分质量比如下:sifecumnzntial0.260.600.140.980.10.025余量为al实施例三:一种高强度铝合金,所述铝合金的化学成分质量比如下:sifecumnzntial0.210.550.100.930.10.018余量为al实施例四:本发明还公开了一种高强度铝合金的生产工艺,包括以下步骤:(1)配料;(2)熔炼:熔化—扒渣—除气(渣)—静置;熔炼温度720~760℃;(3)铸造:铸造温度710~720℃,铸造速度为40~48mm/min,冷却水压0.09~0.14mpa;(4)均热:均热的均匀化温度580~620℃;(5)热轧:热轧温度470~510℃;(6)冷轧—拉矫清洗;挤压温度300~460℃;(7)分切;(8)热处理(退火);典型退火温度406℃,空气冷却;(9)包装。作为本发明的优选方式之一,所述热轧温度最佳为490℃。以下为本发明与3003物理性能对比:由此可见,本发明的高强度铝合金的抗拉强度接近于3003铝合金,而拉伸率明显高于3003铝合金。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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