[發明專利]一種高鎂鋁合金管材的擠壓方法

有效

• 申請號: 201810943558.1
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109097710B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 李建國;毛軼哲
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C22F1/047
• 分類號: C22F1/047;C22C21/06;C22C1/03;C22C1/06;B22D7/04;B21C23/08
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 曹曉斐

本發明公開了一種高鎂鋁合金管材的擠壓方法，屬于鋁合金加工領域，其技術方案的要點是：包括以下步驟：S1：旋轉結晶制備空心坯料，采用旋轉結晶法將熔體制備成空心鑄錠；S2：機加工空心鑄錠；S3：雙級固溶熱處理；S4：熱擠壓，將S3制得的空心鑄錠進行半穿孔熱擠壓并形成熱擠壓管材坯料，擠壓速度為2~10m/min，同時半穿孔熱擠壓所用的擠壓筒溫度為280±20℃，模具溫度為360±20℃，擠壓比為5~12；S5：中間熱處理；S6：冷變形，將S5處理后的管材坯料經冷變形工藝進行塑性變形，得到高強韌性的高鎂鋁合金管材。本發明解決了高鎂鋁合金難以塑性變形的難題，提供了一種超高強韌性的鋁?鎂系合金管材的制備方法，制得的管材在具有更高強度的同時還具有較高的韌性。

技術領域

本發明涉及鋁合金加工領域，具體涉及一種高鎂鋁合金管材的擠壓方法。

背景技術

鋁-鎂系合金是一種在鋁合金中加入金屬鎂的合金，是一種不可熱處理強化的鋁合金，具有比強度高、焊接性好和耐腐蝕性好等優點，被廣泛應用于航空航天、交通運輸、石油化工、軌道交通以及消費電子等領域。工業上現有的鋁-鎂系合金中鎂元素的添加量一般不超過7％，且該系合金屬于中等強度合金，強度范圍一般是380～420MPa。因此設計一種高鎂添加量的鋁合金是很有必要的。

以前人們認為高鎂添加量的鋁合金是不能成功地進行塑性變形的，因此高鎂含量的鋁合金管材是以前從未被涉足的領域。為滿足生產與生活的更多需求，開發超高強韌性的高鎂鋁合金管材的必要性日漸顯著。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種高鎂鋁合金管材的擠壓方法，其優點是：可以提供一種超高強韌性的鋁-鎂系合金管材，制得的管材具有更高強度的同時還具有較高的韌性。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種高鎂鋁合金管材的擠壓方法，包括以下步驟：

S1：旋轉結晶制備空心鑄錠：熔化鋁錠，并加入高鎂鋁合金中除鎂之外的其它元素，加入精煉劑進行精煉處理并靜置10～30min，加入鎂錠，加入晶粒細化劑，將澆注溫度調整為700～760℃，然后采用旋轉結晶法將熔體制備成空心鑄錠；

S2：對步驟S1中的空心鑄錠進行機加工；

S3：雙級固溶熱處理：將步驟S2中機加工后的空心鑄錠在350～420℃下保溫10～36h，而后升高溫度至580～630℃，保溫10～24h，然后將空心鑄錠進行淬火處理；

S4：熱擠壓工藝：將步驟S3制得的空心鑄錠進行半穿孔熱擠壓，形成熱擠壓管材坯料；半穿孔熱擠壓開始前，空心鑄錠在溫度為400±20℃下保溫30min～1h，同時半穿孔熱擠壓所用的擠壓筒溫度加熱到280±20℃，模具溫度加熱到360±20℃；

擠壓時的擠壓速度為2～10m/min，擠壓比為5～12。

S5：中間熱處理：將步驟S4中熱擠壓管材坯料在溫度為500±20℃下保溫0.3～1.5h，并冷卻至室溫；

S6：冷變形工藝：將步驟S5處理后的管材坯料經冷變形工藝進行塑性變形，得到高強韌性的高鎂鋁合金管材。

通過上述技術方案，首先可以獲得顯微組織細小、無縮松與熱裂缺陷的高鎂含量的管型鑄坯，其次通過雙級固溶處理可以使高鎂含量的鑄坯成分分布更均勻，最后通過熱擠壓可以減薄鑄坯壁厚、通過冷變形可以提高力學性能。

本發明進一步設置為：S1中，采用旋轉結晶法制備空心鑄錠時，調整重力系數G為50～300，旋轉速度為300～3000r/min；將制得的空心鑄錠冷卻至室溫。

本發明進一步設置為：所述S1中高鎂合金包括以下質量百分比的成分：