[發明專利]一種6061鋁合金熱機械處理強化工藝

在審

• 申請號: 201910314930.7
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110029295A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 張海濤
• 申請（專利權）人: 安徽省漢甲機電設備科技有限公司
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04;C22F1/02
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 徐國法

本發明屬于合金鑄造技術領域，具體涉及一種6061鋁合金熱機械處理強化工藝，包括均勻化處理，對均勻化處理后的鍛坯進行熱擠壓成形，在保溫狀態下轉移到淬火爐中，進行風冷均勻淬火，將淬火后的坯錠進行330℃×2h時效處理，室溫冷水淬火，進行160℃×6h再次時效處理，完成后空冷即得。本發明相比現有技術具有以下優點：本發明中通過在適溫條件下對鑄坯進行均勻化處理，能使鑄錠中存在的偏析層在均勻化處理時均勻分布；通過合理設置熱擠壓成形條件，保證合金質量；然后在風冷箱中進行風冷均勻淬火，能對坯錠整體均勻降溫，避免出現局部降溫使坯錠因溫度差出現變形；在多個條件下進行時效處理，使鋁合金韌性得到了增強。

技術領域

本發明屬于合金鑄造技術領域，具體涉及一種6061鋁合金熱機械處理強化工藝。

背景技術

鋁型材產品密度較低，但是鋁型材強度相對較高，甚至超過鋼結構，但鋁型材可塑性非常強，具有較強的耐腐蝕性、質量較輕，我國工業基礎建設步伐加快和建筑業的快速發展，鋁型材行業目前發展較快的鋁型材主要為6061、6063-T5和6005-T5，其中，6061具有一定的抗拉強度和承重力，具有耐腐蝕性，適用于工業結構框架和工業類、建筑行業、電子電器等行業結構性的管材、棒材、板材等，現有技術中通常通過成分控制或熱處理工藝改進提高鋁型材的力學性能，通過對處理工藝不斷優化能得到綜合性能較高的產品，比如現有文件《熱處理對6061鋁合金組織與性能的影響》（張德芬等著）中通過固溶處理和時效處理合理結合，使6061鋁合金硬度保持較高水平的同時，提高合金的抗沖擊性能，但由于生產要求的不斷提高，因此，需要對其熱處理工藝進一步優化，以進一步改善鋁合金的韌性；另外，現有風冷裝置通常為利用風扇對鑄件進行冷卻，但是容易造成鑄件各部分受冷溫度不一致，容易出現形變。

發明內容

本發明的目的是針對現有6061鋁合金韌性有待進一步提高的問題，提供了一種6061鋁合金熱機械處理強化工藝。

所述6061鋁合金中各元素的質量分數如表1中所示：

表1

在現有技術的基礎上進一步限定銅、鉻、硅的含量，在銅、鉻含量相對較低、硅含量相對較高的情況下，通過調整熱機械處理條件，能夠在現有技術基礎上進一步提高6061鋁合金的韌性。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種6061鋁合金熱機械處理強化工藝，包括以下步驟：

（1）將6061鋁合金鑄坯在560-600℃下均勻化處理120-180分鐘，得到均勻化處理后的鍛坯；

（2）對均勻化處理后的鍛坯進行熱擠壓成形，擠壓溫度為480℃，熱擠壓速度為60m/s，潤滑劑為二硫化鉬，完成后得到坯錠；

（3）將步驟（2）所得坯錠在保溫狀態下轉移到淬火爐中，在壓強為0.2-0.3MPa的混合氣體氛圍中進行風冷均勻淬火，當坯錠溫度低于360℃后停止淬火，得到淬火后的坯錠；

（4）將淬火后的坯錠進行330℃×2h時效處理，室溫冷水淬火，然后進行160℃×6h再次時效處理，完成后空冷即得。

作為對上述方案的進一步改進，所述步驟（1）中6061鋁合金鑄坯進行預熱處理，所述預熱處理是指在溫度為200℃的條件下保溫60-100分鐘，提前預熱處理，能保證鋁合金鑄坯均勻化處理的效果。

作為對上述方案的進一步改進，所述步驟（2）中熱擠壓成形的擠壓比為36.6-37.2，在對應條件下，合適的擠壓比能夠避免產品出現裂紋或變形等顯現發生。

作為對上述方案的進一步改進，所述混合氣體按體積比包括氮氣68-74%、氬氣25-30%、二氧化碳1-2%；合理配比混合氣體，在保證低價的同時保證傳熱速度，且相對容易回收，適于推廣，而且能進一步增強坯錠的力學強度。