[發明專利]一種軌道車輛電氣柜鋁型材的生產方法

在審

• 申請號: 201611246290.3
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106623465A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 王剛;呂常石;王菊艷;王明坤;孫文超;張艷濤;于金鳳
• 申請（專利權）人: 山東諾維科輕量化裝備有限公司
• 主分類號: B21C23/14
• 分類號: B21C23/14;B21C29/04;B21C29/00;C22F1/04
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術領域

本發明涉及一種鋁合金型材的生產方法，尤其是涉及一種軌道交通高速動車組車體電柜用鋁合金型材的生產方法。

背景技術

目前，鋁合金及鋁半成品中，擠壓是主要的成型工藝之一，為保證擠壓熱處理效果，應采用高溫擠壓，擠壓過程中鋁棒與擠壓筒摩擦產生大量熱量，導致鋁棒溫度逐漸升高，若鋁棒加熱溫度前后一致，會導致型材出口溫度開始低，然后逐漸升高；由于鋁棒在擠壓過程中前后受熱不均，導致擠壓后的型材出現前后組織不均、尺寸和形狀不一致等問題，進而使得擠壓后的型材性能前后不一致。

擠壓后的鋁型材，在自然時效過程中逐漸析出GP區，經固溶后充分人工時效，強度可達到400MPa，但此狀態下的應力腐蝕開裂非常敏感。

7003合金現已被廣泛用于動車車體上，主要用在車體構件、車頂梁、上側梁薄壁大型型材、骨架及外板型材、電柜型材等，承載鋁合金動車組電力系統的柜體承受不同方向的應力載荷，其電力系統重約2噸，要求型材力學強度較高，且動車組運行風雨、高低溫變化復雜的環境中，型材更容易出現應力腐蝕開裂的現象。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的不足，提供一種軌道車輛電氣柜型材加工尺寸、形狀、組織等比較均勻，強度高，且型材的抗應力腐蝕性能較高的生產方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種軌道車輛電氣柜鋁型材的生產方法，包括以下步驟：

步驟一：將模具進行加熱，加熱溫度控制在440℃～460℃，并且保溫7～10個小時；

步驟二：清理擠壓筒，至少清理兩次；

步驟三：將擠壓筒加熱，加熱溫度控制在420℃～440℃；

步驟四：加熱鋁棒，將鋁棒的前端溫度加熱到440℃～460℃，加熱溫度從前端至后端逐漸降低，鋁棒的前后端的溫差控制在40℃～70℃；

步驟五：將加熱后的鋁棒放入擠壓機中進行擠壓，擠壓速度為5±0.5m/min；

步驟六：對擠壓后的鋁型材進行風冷在線淬火，淬火速率為120～150℃/min；

步驟七：拉直擠壓后的鋁型材，拉直率為0.2％～0.8％；

步驟八：雙級時效

首先，自然時效：對鋁型材自然冷卻72小時，然后，一級人工時效：對自然冷卻后的鋁型材加熱到90℃～110℃，并保溫12小時，最后，二級人工時效：加熱鋁型材至150℃～160℃，并保溫11小時。

本發明的有益效果是：本生產方法利用各個階段的溫度控制達到對成品質量的控制，在步驟四中鋁棒的加熱溫度從前往后逐漸降低能夠保證鋁棒加工時的熱均勻性，使得擠壓后的型材前后的組織比較均與、尺寸和形狀一致，進而使得擠壓后的鋁型材的前后性能一致；步驟一至步驟五中擠壓速度、鋁棒溫度、模具溫度、擠壓筒溫度相互配合是控制型材固溶溫度的關鍵，避免高溫固溶Mn、Cr等金屬化合物的析出和球化，產生粗大的再結晶組織、粗晶層對型材的抗應力腐蝕性能不利，以及避免低溫固溶不能滿足在線淬火效果和焊合性能，后續無法通過措施進行彌補的缺點；步驟六中在線淬火速率可以有效控制第二相析出速度，避免產生粗大的第二相，提高抗應力腐蝕能力；步驟七中控制合理的拉直率，能夠釋放型材內的殘余應力，且能夠保證型材的平整度；步驟八中經過二級人工時效，合金晶界析出相呈斷續狀分布，同時存在較為明顯的無沉淀析出帶，這種晶界結構有助于提高合金的抗應力腐蝕性能，可以使合金在保持中高強度的同時，能夠提高型材的抗應力腐蝕性能。

進一步，還包括步驟九：試驗

1)C環應力腐蝕實驗，按照《HB 5259-1983鋁合金C環試樣應力腐蝕試驗方法》進行；

2)應力腐蝕實驗，按照《GB/T 15970.7-2000金屬和合金的腐蝕應力腐蝕試驗》第7部分:慢應變速率試驗進行；

比值＝T溶液/T空氣，T溶液是指試樣在酸性溶液中試驗得到的結果，T空氣是指試樣在空氣中試驗得到的結果，比值越大則開裂敏感度越低，比值越小則開裂敏感度越高。

3)力學性能測試，按照《JIS H4100-2006鋁和鋁合金擠壓型材》測試。

4)顯微組織檢驗，按照《GB/T3246.1-2000變形鋁及鋁合金制品顯微組織檢驗方法》進行檢測。

采用上述進一步技術方案的有益效果是：保證加工后的型材能夠滿足抗應力腐蝕和力學性能的要求。

具體實施方式

現結合具體實施方式對本發明進一步說明。

采用鋁棒的成分如下表所示：