[發明專利]一種高強鋁合金棒材及其制備方法

在審

• 申請號: 201910053055.1
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109722579A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 羅濤濤;蔡月華;陳海山;周江平;劉歡;程炳靈;朱世安;余琳玲
• 申請（專利權）人: 廣東精美特種型材有限公司
• 主分類號: C22C21/16
• 分類號: C22C21/16;C22C21/18;C22C1/03;C22F1/057
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 高星

本發明提供了一種高強鋁合金棒材及其制備方法，所述鋁合金按質量百分比計包括以下元素：Mg 0.70～0.90％，Si 0.55～0.65％，Mn 0.70～0.80％，Cu 3.7～4.3％，Fe≤0.50％，Cr≤0.10％，Zn≤0.10％，Zr0.02～0.06％，Ti 0.02～0.06％，余量為Al和不可避免的雜質元素，雜質元素單個含量≤0.05％，雜質元素總量≤0.15％。本發明通過調整Cu、Mg含量加入少量的Zr元素使得擠出后的鋁合金棒材晶粒細小，自然放置96H后獲得強度高，耐高溫等優異的材質性能。

技術領域

本發明屬于鋁合金制備技術領域，具體是涉及一種高強鋁合金棒材及其制備方法。

背景技術

2xxx系鋁合金的特點是硬度較高，其中以銅原屬含量最高，大概在3-5％左右。2xxx系鋁合金屬于航空鋁材，目前在常規工業中不常應用。我國目前生產2xxx系經過自然放置就可以獲得高強鋁合金的廠家較少。質量還無法與國外相比。目前主要是由德國等歐洲國家生產企業提供。

大多數的2xxx系鋁合金在超長時間的二級或者三級熱處理條件下才能獲得高強度的材質性能，不僅僅需要投入高端的控溫時效設備，也浪費了大量的能源，材料塑性也低，本專利的目的就是為了開發一種不經過熱處理在自然放置條件下，就能得到480Mpa以上的高強的鋁合金。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在問題之一，提供一種高強鋁合金棒材及其制備方法，通過添加Mn、Zr等元素提高合金的再結晶溫度，細化晶粒。添加少量Mg以提高Al-Cu合金自然時效的性能，最終通過96H后的自然時效獲得480Mpa以上的鋁合金性能。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高強鋁合金棒材，所述鋁合金按質量百分比計包括以下元素：Mg 0.70～0.90％，Si 0.55～0.65％，Mn 0.70～0.80％，Cu 3.7～4.3％，Fe≤0.50％，Cr≤0.10％，Zn≤0.10％，Zr0.02～0.06％，Ti 0.02～0.06％，余量為Al和不可避免的雜質元素，雜質元素單個含量≤0.05％，雜質元素總量≤0.15％。

另外，還提供一種高強鋁合金棒材的制備方法，包括以下步驟：

第一步：按照鋁合金擠壓棒材的成分組成及質量百分比，鋁錠、鎂錠、鋁硅合金、鋁錳合金、鋁銅合金、鋁鋯合金和鋁鈦硼合金桿為原材料進行配料；

第二步：將鋁錠加入熔煉爐中升溫熔化，測量溫度720～750℃，然后加入鎂錠、鋁硅合金、鋁錳合金、鋁銅合金、鋁鋯合金，開啟電磁攪拌，保證熔體溫度均勻一致，

第三步：使用精煉攪拌車進行在線精煉，扒渣后靜置15-30min；

第四步：鋁熔體通過流槽流經在線除氣箱同時開啟鋁鈦硼喂絲機，進行在線除氣除雜和細化變質處理，再流經過濾箱，進行除渣處理；

第五步：開啟鑄造機，在690-730條件下進行半連續鑄造；

第六步：鑄造完成后的圓鑄錠在500℃*16H均質工藝下進行均勻化處理，然后隨爐冷卻至室溫；

第七步：在440-460℃加熱溫度條件下進行擠出，經過在線固溶淬火；

第八步：將擠出的棒材放置96H后，進行性能檢測。

優選的，在所述第一步中，所述鋁錠是鋁含量99.7％的鋁錠，鎂錠是鎂含量99.8％的鎂錠，鋁硅合金是AlSi20合金，鋁錳合金是AlMn10合金，鋁銅合金是AlCu50合金，鋁鋯合金是AlZr10合金，鋁鈦硼合金桿是AlTi5B1合金桿。

優選的，在所述第四步中，所述除氣機的石墨轉子旋轉速度為220～240轉/分鐘，氮氣流量為0.3～0.5立方米/小時，所述泡沫陶瓷過濾板的孔隙率為30/50ppi。