[發明專利]一種含納米相的鋁?鎂?硅系合金線的制備方法

有效

• 申請號: 201610065942.7
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105568189B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 王強;侯嘉鵬;張哲峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22F1/047
• 分類號: C22F1/047;H01B13/00;H01B1/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

1.一種含納米相的鋁-鎂-硅系合金線的制備方法，其特征在于，所述方法是將鋁-鎂-硅合金棒材，進行固溶處理后軋制；再進行時效處理，拉絲后熱處理制得成品；其中，固溶處理的方法為：在400～500℃范圍內梯度升溫，每個梯度保溫3～15分鐘，在500～580℃保溫0.5～8.0小時后，立即冷水淬火處理；時效處理的方法為：在100～160℃范圍內，梯度升溫，每個梯度保溫5～15分鐘，在160～190℃范圍內人工時效處理，保溫0.3～36小時后，立即冷水淬火處理；包括如下步驟：

步驟1，合金熔煉：

熔煉，得到鋁-鎂-硅合金液；

步驟2，鑄造：

采用立式圓棒連鑄機，680～720℃連鑄，制得鋁-鎂-硅合金棒材；

步驟3，固溶處理，使合金元素均勻化分布：

(1)將鋁-鎂-硅合金棒材加熱，升溫至400～450℃，保溫3～15分鐘；

(2)升溫至460～500℃，保溫5～15分鐘；

(3)升溫至500～580℃，保溫0.5～6小時；

(4)固溶結束后，將鋁-鎂-硅合金棒材，在5～10分鐘內水冷至室溫；

步驟4，軋制：

(1)將鋁-鎂-硅合金棒材，軋制得到鋁-鎂-硅合金桿，其中，鋁-鎂-硅合金棒材的橫截面積由30000～75000mm²下降至33～500mm²；

(2)將鋁-鎂-硅合金桿，水冷至20～60℃；

步驟5，時效熱處理，獲得彌散分布的納米相顆粒：

(1)將鋁-鎂-硅合金桿，加熱至90～100℃，保溫5～15分鐘；

(2)繼續升溫至140～160℃，保溫時間5～15分鐘；

(3)繼續升溫至160～190℃，保溫0.3～36小時；

(4)時效結束后，將鋁-鎂-硅合金桿，在5～10分鐘內水冷至室溫；

步驟6，拉絲：

將鋁-鎂-硅合金桿，拉絲，得到鋁-鎂-硅合金線；其中，鋁-鎂-硅合金桿橫截面積由33～500mm²下降至3～20mm²；

步驟7，時效熱處理：

將鋁-鎂-硅合金線，在160～190℃，保溫2～24小時，空冷至室溫。

2.根據權利要求1所述的含納米相的鋁-鎂-硅系合金線的制備方法，其特征在于，所述的鋁-鎂-硅系合金線材質為6系鋁合金；鋁-鎂-硅系合金線為圓線或梯形線。

3.根據權利要求1所述的含納米相的鋁-鎂-硅系合金線的制備方法，其特征在于，所述的步驟4(1)中，軋制的方法為：將鋁-鎂-硅合金棒材加熱至360±10℃后進行軋制。

4.根據權利要求1所述的含納米相的鋁-鎂-硅系合金線的制備方法，其特征在于，所述的步驟5中，時效熱處理，控制鋁-鎂-硅合金中納米相的尺寸為0.5～150nm；其中，確定納米相尺寸的方法為：

鋁-鎂-硅合金的強度增量和沉淀相半徑關系(I)以及導電率和沉淀相半徑關系(Π)：

其中：

Δσ_or，拉伸強度增量，MPa；G，基體剪切模量，GPa；b，基體Burgers矢量，nm；r，沉淀粒子半徑，nm；f，是沉淀粒子的體積分數；

其中：ρ_Al，純鋁的導電率，Ω·m；ρ_eq，具有無限半徑的沉淀相的導電率，Ω·m；γ，表面能，J/mm²；r，沉淀相半徑，nm；V_M，摩爾體積，mm³/mol；R，摩爾氣體常數，J/℃/mol；T，溫度，℃；

兼顧強度增量和導電率，確定鋁-鎂-硅合金的納米相尺寸為0.5～150nm。

5.根據權利要求1所述的含納米相的鋁-鎂-硅系合金線的制備方法，其特征在于，所述的步驟6中，拉絲的方法為：在室溫下進行10～15道次拉絲，出線速率5～30m/min。

6.根據權利要求1所述的含納米相的鋁-鎂-硅系合金線的制備方法，其特征在于，所述步驟3(4)、步驟4(2)和步驟5(4)中，水冷時水的溫度為20±5℃。