本发明属于铝合金生产制造
技术领域：
，涉及一种7系铝合金管材的生产工艺。
背景技术：
：7系铝合金的精炼中，熔融铝合金的铝与大气中的氧结合以产生氧化铝al2o3。另外，当mg包含在铝合金中时，它与大气中的氧结合以产生氧化镁mgo。在熔融金属中al2o3和mgo的存在降低了铸件的机械性能，还引起缩孔，而目前通常都是向熔融铝中通过硫酸盐，碳酸盐或者明矾等达到脱氧的效果，然而采用这些材料进行脱氧时候一般温度都需要在760°或者更高，因此需要提高熔融金属的温度。为了提高熔融金属的温度，必须通过燃烧器进行额外的燃烧，这意味着能量消耗的增加，这在经济上是不利的。为了减少铸件缩孔等缺陷的产生，现有技术中给出了7系铝合金不添加mn元素，进而解决了mn元素的添加不仅导致强度降低，而且还易于破裂的缺陷，但是通常不添加mn元素的情况下，冷却速度都要是300℃/min左右，这样的冷却速度很难掌握，因此给生产带来了很大的困难。技术实现要素：有鉴于此，本发明为了解决现有技术中不添加mn元素的7系铝合金生产工艺冷却速度太高，不易控制的问题，提供一种7系铝合金管材的生产工艺。为达到上述目的，本发明提供一种7系铝合金管材的生产工艺，包括如下步骤：a、配料：铝合金铸锭按照如下质量百分比配料：zn：4.0～7.0％、mg：0.6～1.5％、cu：0.1～0.5％、cr≤0.1～0.5％、zr≤0.15～0.25％、ti≤0.1％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为al；b、熔炼：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金熔体，液态铝合金熔体的熔炼温度为720～750℃；c、除杂：将熔炼后的熔体进行搅拌、扒渣除去铝液中的大杂质，每隔10min搅拌一次，每次搅拌10min；d、精炼：将硫酸盐与石墨按照1∶9～3∶7的质量份数比添加到熔融铝液中，除去铝液中的氧化镁和氧化铝，脱氧温度为720±5℃；e、细化：添加ti含量为5％、b含量为1％的al-ti-b丝细化剂进行在线细化，添加量控制在每吨0.8～1.3kg，将细化后的铝液进行过滤除渣；f、除气：采用石墨转子对铝液进行除气，保护气体为氩气，每个石墨转子的转速控制在350～450r/min，温度控制在720～735℃，溶体的氢含量控制在0.15ml/100gal以内；g、铸造：将除渣除气后的铝液转入熔铸静置炉中，对静置炉中的铝液采用半连续铸造法进行铸造，铸造温度为730～740℃，铸造速度为20～22mm/min，单支水流量300～310l/min，其中铝液铸造开始时先放少量铝液缓慢流进结晶器，当铝液升至结晶器石墨环下方1/3处保持50～70s时开始铸造，铸造结束后先关闭铸造冷却水，待铝合金铸棒尾端完全凝固后将铸造后的铝合金铸棒运输到指定位置；h、挤压成型：将铸造后的铝合金铸锭置于挤压机模具中均匀挤压，得到尺寸及形位公差符合标准要求的铝合金管材；i、硬化处理：将挤压成型的铝合金型材立即进行空冷，冷却速度为100℃/min；j、双级时效热处理：将硬化处理后的铝合金管材进行双级时效热处理，其中时效制度为在90～110℃保温4～12h，在140～180℃保温4～24h；g、整形处理：将双级时效热处理后的铝合金管材内壁进行抛光打磨，去除毛刺和拉痕。进一步，步骤b中铝合金原料的添加顺序为先高熔点、后低熔点、先大密度、后小密度。进一步，步骤e中过滤除渣采用取双层泡沫石棉网进行过滤。进一步，步骤g铸造后的铝合金铸锭进行均匀化处理，均匀化制度为在470～480℃保温14～24h。进一步，步骤h铝合金铸锭的加热温度为440～490℃，挤压筒加热温度480～500℃，挤压机挤压速度为4.5～5.0m/min。进一步，步骤h中铝合金铸锭采用分段梯度式加热，铝合金铸锭头部温度为475～485℃，中部温度为450～460℃，尾部温度为440～450℃。本发明的有益效果在于：1、本发明所公开的7系铝合金管材的生产工艺，通过将硫酸盐和石墨混合作为脱氧剂，可以降低脱氧的温度，大约在720℃左右，而单单采用现有技术的硫酸盐来除去水中的氧元素，一般除氧温度在760℃，因此防止了温度过高而引入新的氧化物。同时本发明7系铝合金管材的配方中不添加mn元素，而是通过控制cr和zr的元素含量，来降低挤压后铝合金型材的空冷速度，解决了现有技术对于不添加mn元素需要控制冷却速度300/min左右操作不便的问题。2、本发明所公开的7系铝合金管材的生产工艺，能够在低温下实现脱氧的效果，并且不需要通过燃烧器进行额外的燃烧，减少了能量的损耗，本发明所制备的铝合金型材的弹性极限应力值为300mpa或更高，要比现有技术中的弹性极限应力值高出50左右。具体实施方式下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例1一种7系铝合金管材的生产工艺，包括如下步骤：a、配料：铝合金铸锭按照如下质量百分比配料：元素znmgcucrzrtial含量4.00.60.10.080.120.05余量单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％；b、熔炼：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金熔体，液态铝合金熔体的熔炼温度为720℃，其中铝合金原料的添加顺序为先高熔点、后低熔点、先大密度、后小密度；c、除杂：将熔炼后的熔体进行搅拌、扒渣除去铝液中的大杂质，每隔10min搅拌一次，每次搅拌10min；d、精炼：将硫酸盐与石墨按照1∶9的质量份数比添加到熔融铝液中，除去铝液中的氧化镁和氧化铝，脱氧温度为720±5℃；e、细化：添加ti含量为5％、b含量为1％的al-ti-b丝细化剂进行在线细化，添加量控制在每吨1.3kg，将细化后的铝液进行过滤除渣，过滤除渣采用取双层泡沫石棉网进行过滤；f、除气：采用石墨转子对铝液进行除气，保护气体为氩气，每个石墨转子的转速控制在350r/min，温度控制在720℃，溶体的氢含量控制在0.15ml/100gal以内；g、铸造：将除渣除气后的铝液转入熔铸静置炉中，对静置炉中的铝液采用半连续铸造法进行铸造，铸造温度为730℃，铸造速度为20mm/min，单支水流量300l/min，其中铝液铸造开始时先放少量铝液缓慢流进结晶器，当铝液升至结晶器石墨环下方1/3处保持50s时开始铸造，铸造结束后先关闭铸造冷却水，待铝合金铸棒尾端完全凝固后将铸造后的铝合金铸棒运输到指定位置；h、挤压成型：将铸造后的铝合金铸锭置于挤压机模具中均匀挤压，得到尺寸及形位公差符合标准要求的铝合金管材；i、硬化处理：将挤压成型的铝合金型材立即进行空冷，冷却速度为100℃/min；j、双级时效热处理：将硬化处理后的铝合金管材进行双级时效热处理，其中时效制度为在90℃保温12h，在140℃保温24h；g、整形处理：将双级时效热处理后的铝合金管材内壁进行抛光打磨，去除毛刺和拉痕。实施例2一种7系铝合金管材的生产工艺，包括如下步骤：a、配料：铝合金铸锭按照如下质量百分比配料：元素znmgcucrzrtial含量7.01.50.20.080.120.05余量单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％；b、熔炼：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金熔体，液态铝合金熔体的熔炼温度为750℃，其中铝合金原料的添加顺序为先高熔点、后低熔点、先大密度、后小密度；c、除杂：将熔炼后的熔体进行搅拌、扒渣除去铝液中的大杂质，每隔10min搅拌一次，每次搅拌10min；d、精炼：将硫酸盐与石墨按照3∶7的质量份数比添加到熔融铝液中，除去铝液中的氧化镁和氧化铝，脱氧温度为720±5℃；e、细化：添加ti含量为5％、b含量为1％的al-ti-b丝细化剂进行在线细化，添加量控制在每吨0.8kg，将细化后的铝液进行过滤除渣，过滤除渣采用取双层泡沫石棉网进行过滤；f、除气：采用石墨转子对铝液进行除气，保护气体为氩气，每个石墨转子的转速控制在450r/min，温度控制在720℃，溶体的氢含量控制在0.15ml/100gal以内；g、铸造：将除渣除气后的铝液转入熔铸静置炉中，对静置炉中的铝液采用半连续铸造法进行铸造，铸造温度为730℃，铸造速度为22mm/min，单支水流量310l/min，其中铝液铸造开始时先放少量铝液缓慢流进结晶器，当铝液升至结晶器石墨环下方1/3处保持70s时开始铸造，铸造结束后先关闭铸造冷却水，待铝合金铸棒尾端完全凝固后将铸造后的铝合金铸棒运输到指定位置；h、挤压成型：将铸造后的铝合金铸锭置于挤压机模具中均匀挤压，得到尺寸及形位公差符合标准要求的铝合金管材；i、硬化处理：将挤压成型的铝合金型材立即进行空冷，冷却速度为100℃/min；j、双级时效热处理：将硬化处理后的铝合金管材进行双级时效热处理，其中时效制度为在110℃保温4h，在180℃保温8h；g、整形处理：将双级时效热处理后的铝合金管材内壁进行抛光打磨，去除毛刺和拉痕。实施例3一种7系铝合金管材的生产工艺，包括如下步骤：a、配料：铝合金铸锭按照如下质量百分比配料：元素znmgcucrzrtial含量7.01.20.30.080.120.05余量单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％；b、熔炼：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金熔体，液态铝合金熔体的熔炼温度为730℃，其中铝合金原料的添加顺序为先高熔点、后低熔点、先大密度、后小密度；c、除杂：将熔炼后的熔体进行搅拌、扒渣除去铝液中的大杂质，每隔10min搅拌一次，每次搅拌10min；d、精炼：将硫酸盐与石墨按照2∶9的质量份数比添加到熔融铝液中，除去铝液中的氧化镁和氧化铝，脱氧温度为720±5℃；e、细化：添加ti含量为5％、b含量为1％的al-ti-b丝细化剂进行在线细化，添加量控制在每吨0.8kg，将细化后的铝液进行过滤除渣，过滤除渣采用取双层泡沫石棉网进行过滤；f、除气：采用石墨转子对铝液进行除气，保护气体为氩气，每个石墨转子的转速控制在400r/min，温度控制在725℃，溶体的氢含量控制在0.15ml/100gal以内；g、铸造：将除渣除气后的铝液转入熔铸静置炉中，对静置炉中的铝液采用半连续铸造法进行铸造，铸造温度为730℃，铸造速度为22mm/min，单支水流量310l/min，其中铝液铸造开始时先放少量铝液缓慢流进结晶器，当铝液升至结晶器石墨环下方1/3处保持70s时开始铸造，铸造结束后先关闭铸造冷却水，待铝合金铸棒尾端完全凝固后将铸造后的铝合金铸棒运输到指定位置；h、挤压成型：将铸造后的铝合金铸锭置于挤压机模具中均匀挤压，得到尺寸及形位公差符合标准要求的铝合金管材；i、硬化处理：将挤压成型的铝合金型材立即进行空冷，冷却速度为100℃/min；j、双级时效热处理：将硬化处理后的铝合金管材进行双级时效热处理，其中时效制度为在110℃保温6h，在160℃保温10h；g、整形处理：将双级时效热处理后的铝合金管材内壁进行抛光打磨，去除毛刺和拉痕。对比例1对比例1与实施例1的区别在于，步骤d为将铝液质量份数比2％的硫酸盐添加到熔融铝液中，除去铝液中的氧化镁和氧化铝，脱氧温度为760±5℃。对比例2对比例1与实施例1的区别在于，步骤a中铝合金铸锭按照如下质量百分比配料：元素znmgcuzrmncrtial含量8.01.50.80.080.20.10.05余量单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％。步骤i为将挤压成型的铝合金型材立即进行空冷，冷却速度为300℃/min。对实施例1～3和对比例1～2制得的铝合金管材进行力学性能测试，测试结果见表一：表一实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2抗拉强度(mpa)570576572550558屈服强度(mpa)558556553542540延伸率(％)13.213.11311.510.8弹性极限应力(mpa)300315310250245由上表可以看到，通过本专利7系铝合金管材生产工艺制备的铝合金管材，力学性能得到了很大提升，其抗拉强度提升到了570mpa以上，屈服强度提升到了550mpa以上，延伸率基本在13％左右，弹性极限应力值为300mpa或更高，要比现有技术中的弹性极限应力值高出50左右，同时精炼过程中的脱氧温度只需在720℃左右，防止了温度过高而引入新的氧化物，也减少了能量损耗，硬化处理中的冷却速度也只需要100℃/min，操作比较方便，解决了现有技术中不添加mn元素的7系铝合金生产工艺冷却速度太高，不易控制的问题。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。当前第1页12