[發明專利]硬鋁合金型材的生產工藝

有效

• 申請號: 201210313190.3
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102825092A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 郭道強;林高用;唐安杰;滕世政;雷玉霞;王莉;何柳
• 申請（專利權）人: 郴州市強旺新金屬材料有限公司
• 主分類號: B21C37/00
• 分類號: B21C37/00;C22F1/043
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

技術領域

????本發明屬于金屬材料制造技術領域，具體涉及一種硬鋁合金型材的生產工藝。

背景技術

硬鋁合金（Al-Cu-Si系及Al-Si-Cu系鋁合金）型材以其高強度、質輕及良好的耐磨性能廣泛應用于航空發動機、汽車等多類空調壓縮機葉片及葉輪等部件。硬鋁合金由于硬度及強度較高，其塑性成形性能必定較低，顯著影響其加工性能，甚至使其塑性加工難以實現，大大制約其各方面的應用。如采用現有的常規熔煉鑄造錠坯及常規擠壓工藝生產硬鋁合金，不僅對工藝要求極其嚴格，對設備亦會產生極大損害，且常規擠壓存在以下多種不足之處：????????????????????????????????????????????????鑄錠需加熱，工藝流程長，能耗高；?制品組織不均，容易出現粗大的晶粒，影響合金的綜合性能。幾何廢料多，材料利用率低；生產制品長度受限制；投資大、成本高。通過細化晶粒的方法改善變形中各晶粒之間的協調能力和變形的均勻性，從而提高難變形合金的塑性成型性能是目前最為有效的應對該問題的方案。具體做法是：通過添加合金化元素，起到一次細化晶粒的作用，但其細化晶粒的效果有限。近年來出現了大塑性變形使晶粒二次微細化的方法，其中代表性的方法有等徑角擠、等徑角拉、累積疊軋、循環擠壓－壓縮、高壓扭轉變形和多向鍛造等。這些工藝方法可使金屬及其合金獲得亞微米晶，甚至納米晶。但除多向鍛造外，其他工藝方法暫難以實現大規模工業化生產。

發明內容

本發明針對上述不足，提供一種步驟簡單、節能環保、生產成本低及產品性能優越的硬鋁合金型材的生產工藝。

本發明提供的硬鋁合金型材的生產工藝，步驟如下：

a.?配料；

b.?熔煉；?

c.?水平連鑄；

d.?清洗；

e.?連續擠壓，擠壓轉速4~12r/min、模具入口圓角r=0.3~0.5mm，得硬鋁合金型材；

f.?雙級時效熱處理：對步驟e得到的硬鋁合金型材進行一級時效熱處理，溫度為450~520℃、時間30~120min，然后將硬鋁合金型材水冷或空冷至室溫后，再進行二級時效熱處理，溫度為150~250℃、時間2~12h，再將硬鋁合金型材空冷至室溫，得硬鋁合金型材成品。

作為本發明的生產工藝的進一步改進，步驟f中所述一級時效溫度為460~500℃、時間30~120min，所述二級時效溫度為150~250℃、時間2~8h。

本發明提供的硬鋁合金型材的生產工藝，采用連續擠壓成形，使得本發明的生產工藝具有能耗低、材料利用率高、?制成品長度大、成品組織性能均勻、生產效率高等優點。本發明的生產工藝簡單易控，將一般應用于具有良好塑性的金屬材料的連續擠壓技術成功的應用于加工塑性較差的硬鋁合金型材，使合金晶粒組織深度細化，并結合雙級時效熱處理實現合金的沉淀強化,?所得產品室溫抗拉強度可達450~500MPa，伸長率可達4~8%，平均晶粒尺寸可達0.020~0.040mm，可應用于合金元素總含量達到15%（質量百分含量）以上的Al-Si-Cu系硬鋁合金型材的生產。目前，除本發明專利外，尚沒有關于采用連續擠壓技術生產此類硬鋁合金型材的報道，因此，無同類產品性能的比對數據；而采用常規擠壓及固溶時效熱處理雖然亦可生產此類合金型材（抗拉強度可達450~500MPa，伸長率達3~6%，平均晶粒尺寸可達50~120微米），但無法使硬鋁合金獲得細小均勻的晶粒組織，更不具有節能環保、材料利用率和生產效率高等優點。?

具體實施方式

以下通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體說明。需要說明的是，以下實施例僅用于解釋本發明，而不應視為對本發明的權利要求的范圍的限制。

實施例??經配料、熔煉、水平連鑄、清洗得到的Al-Si-Cu系硬鋁合金桿坯，采用連續擠壓得到硬鋁合金型材；再對其進行雙級時效熱處理。不同實施方式的擠壓轉速、模具入口圓角及一級時效熱處理的溫度、時間，冷卻方式，二級時效熱處理的溫度、時間及產品力學性能見表1。

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表1?各實施例工藝參數及產品力學性能

實施例擠壓轉速(r/min)模具入口圓角(mm)一級時效熱處理溫度、時間冷卻方式二級時效熱處理溫度、時間抗拉強度(σb/MPa)伸長率(δ/ %)平均晶粒尺寸(mm)140.5450℃、120min水冷150℃、12h4597.50.040240.5450℃、120min空冷150℃、12h4557.70.041360.4455℃、110min空冷150℃、10h4667.70.041440.45460℃、120min水冷150℃、8h4767.20.035540.45460℃、120min空冷150℃、8h4747.40.042690.45480℃、60min水冷200℃、6h4686.80.0377120.4500℃、30min水冷250℃、2h4805.10.0308120.4500℃、30min空冷250℃、2h4765.30.0359120.3520℃、30min水冷250℃、2h4885.20.02510120.3520℃、30min空冷250℃、2h4915.30.023