[發明專利]一種6000系鋁合金大變形擠壓棒材生產工藝

在審

• 申請號: 201810135298.5
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108468005A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 謝國鋒;何立子;邱侖;錢繼凱;吳義豐;陸海萍
• 申請（專利權）人: 江蘇廣川線纜股份有限公司
• 主分類號: C22F1/05
• 分類號: C22F1/05;C22C21/08;C22C1/03;B21C37/04
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

本發明公開了一種用于解決目前的鋁合金棒材強度低、生產工藝復雜、生產效率低的6000系鋁合金大變形擠壓棒材連續生產工藝方法，其步驟為：將鋁合金依次進行熔鑄、均勻化、銑面、熱擠壓、固溶、等通道轉角擠壓和預拉伸，在擠壓過程中加熱保溫進行動態時效熱處理然后直接進行預拉伸工藝，擠壓、熱處理和預拉伸工藝實現一體化與連續化，實現真正意義上的高性能、低成本、短流程，解決鎂合金成形效率低的問題。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種6000系鋁合金大變形擠壓棒材連續生產工藝。

背景技術

鋁合金因其密度低、比強度和比剛度高、耐腐蝕、易成形、導電性和導熱性良好、可進行表面處理、易回收等優點，被認為是21世紀綠色工程材料，在建筑型材、交通運輸、3C產品等領域的應用越來越廣泛。其中6000系鋁合金屬于Al-Mg-Si系合金，為可熱處理強化的中高強度鋁合金，具有一系列的優異綜合性能：良好的成形性、耐蝕性和陽極氧化著色性能，在汽車、航天、建筑裝飾等領域逐漸替代了鋼鐵等金屬材料。

通過鑄造直接獲得的鋁合金內部疏松、氣孔等缺陷種類和數量均較多，熱變形工藝顯著改善材料的顯微組織，細化晶粒，顯著提高性能。鋁合金變形技術種類繁多，其中鋁擠壓材(棒、管、型材)一直是僅次于鋁軋制材(帶、板、條材)的鋁合金應用型材料，鋁合金擠壓棒材的制備可通過調整擠壓工藝，模具設計及后續熱處理調整來改進傳統工藝中利用率低，力學性能欠佳的問題，然而，這并沒有從根本上解決當前鋁合金棒材生產工藝所出現的問題。比如，傳統的6000系鋁合金擠壓棒材經過熔鑄—均勻化—擠壓成形—固溶時效工序，其中，最新開發的擠壓鋁合金中，6182鋁合金T6狀態下抗拉強度340MPa、延伸率14％，6013鋁合金T6狀態下抗拉強度359MPa、延伸率12％，6061鋁合金T6狀態下抗拉強度347MPa、延伸率12％，而目前工藝面臨如下問題：(1)在生產過程中由于模具內腔形狀約束和摩擦力作用使金屬表面再結晶溫度降低而出現粗大的晶粒組織，即粗晶環；(2)擠壓變形不充分造成晶粒粗大影響機械綜合性能；(3)常規的熱處理工藝導致提升的強度有限；(4)淬火后棒材殘余應力無法消除造成的鋁材變形；(5)整個工藝流程設備結構分散，成品周期長，生產效率低。因此，通過采用大變形量的擠壓工藝，實施新型的熱處理工藝，提高產品質量同時縮短生產周期是生產鋁合金棒材的必然發展趨勢。

發明內容

本發明針對現有鋁合金棒材強度低和生產工藝復雜、生產效率低的關鍵技術問題，開發出一種6000系鋁合金大變形擠壓棒材連續生產工藝方法，其步驟為：將鋁合金依次進行熔鑄、均勻化、銑面、熱擠壓、固溶、等通道轉角擠壓和預拉伸，在擠壓過程中加熱保溫進行動態時效熱處理然后直接進行預拉伸工藝，擠壓、熱處理和預拉伸工藝實現一體化與連續化，實現真正意義上的高性能、低成本、短流程，解決鎂合金成形效率低的問題；其具體過程為：

1)熔鑄：所使用的6000系鋁合金的化學組成成分(質量％)為Mg：0.50～2.10％，Si：0.40～1.50％，Mn：0.03～0.85％，Cu：0.01～2.00％，Zr：0.01～0.75％，Cr：0.01～0.60％，Ti：0.01～0.80％，Zn：0.01～1.20％，其余為Al和其他不可避免的雜質；其具體過程為：

①坩堝放置中頻爐內加熱至700℃，加入預加熱處理的Al、Cu、Zn、Al-Si、Al-Mn、Al-Cr、Al-Zr、Al-Ti合金；

②將坩堝升至740℃，將預加熱的Mg合金加至熔融狀態的鋁合金熔液內，直到Mg合金在熔液內完全熔化，攪拌均勻；

③將坩堝降至720℃，保溫20min，并用預處理過的六氯乙烷除氣，再除渣，澆注到有冷卻裝置的圓柱體(直徑為100mm)銅金屬模具中；

2)均勻化銑面：均勻化溫度525～570℃，保溫時間6～10h，鋸切成長度100mm圓柱體并銑面去氧化皮；