[發明專利]一種無粗晶環易切削鋁合金擠壓棒材的制備方法

有效

• 申請號: 202010216855.3
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111304473B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 牛艷萍;王登峰;覃建波;張大鵬
• 申請（專利權）人: 廣東領勝新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;B22D11/114;C22F1/053;C22C21/10;B21C37/04
• 代理公司: 廣州艾維專利商標代理事務所(普通合伙) 44739
• 代理人: 何燦

本發明提供了一種無粗晶環易切削鋁合金擠壓棒材的制備方法，依次包括以下步驟：按鋁合金的成分組成及質量百分比進行配料、電磁攪拌熔化成鋁合金液、爐內噴粉精煉除氣除雜、在線晶粒細化處理、在線除氣過濾處理、超聲波振動半連續鑄造、鑄棒均勻化處理、鑄棒加熱、擠壓成形、拉拔矯直和人工時效處理。本發明通過優化設計鋁合金擠壓棒材的制備工藝及參數，抑制再結晶晶粒的長大，消除擠壓棒材的粗晶環組織缺陷，使擠壓棒材獲得細小均勻的晶粒組織，提高擠壓棒材組織性能的均勻性，鋁合金擠壓棒材具有優異的力學性能和切削加工性能。

技術領域

本發明屬于鋁合金制備技術領域，具體是涉及一種無粗晶環易切削鋁合金擠壓棒材的制備方法。

背景技術

易切削鋁合金是指切屑易斷、不粘刀、不纏刀、排屑方便的鋁合金。易切削鋁合金可以采用更高的切屑加工速度或者更大的進刀量進行切削加工，顯著提高切削加工的生產效率，同時還有利于獲得表面更光潔、尺寸精度更高的鋁合金零部件。因此，易切削鋁合金廣泛應用于電子通訊、交通運輸、機械裝備、航空航天和武器裝備等領域，用于制造各種精密鋁合金零部件。

現有易切削鋁合金通常是先熔鑄成鋁合金圓棒，然后再擠壓成各種尺寸的鋁合金擠壓棒材，經過分切后，最后再用于制造各種精密鋁合金零部件。在生產實踐中發現，采用傳統方法制備的易切削鋁合金擠壓棒材時，棒材表層容易出現粗晶環組織缺陷。

粗晶環是鋁合金擠壓棒材斷面周邊形成一層環狀粗大晶粒組織，是鋁合金擠壓棒材中常見一種組織缺陷。粗晶環會降低鋁合金擠壓棒材的強度、硬度和塑性，惡化鋁合金擠壓棒材的疲勞性能，使鋁合金擠壓棒材內部的組織和性能產生不均勻，造成使用過程產生材料過早失效風險。粗晶環還會使鋁合金擠壓棒材的切削加工性能變壞，使加工后鋁合金的表面粗糙。粗晶環還會使鋁制品氧化著色后產生花斑和色差等質量問題。在生產實踐中，當鋁合金擠壓棒材出現粗晶環組織缺陷時，通常不得不將表層的粗晶層去除，但這樣處理的后果是大大降低了材料的利用率。

隨著電子通訊、交通運輸、機械裝備、航空航天和武器裝備等的迅速發展，對易切削鋁合金擠壓棒材的質量要求是越來越高，既要求易切削鋁合金擠壓棒材無粗晶組織缺陷，又要求易切削鋁合金擠壓棒材具有優良的力學性能和切屑加工性能。因此，現有易切削鋁合金擠壓棒材的制備方法仍有待改進和發展。

發明內容

本發明針對上述存在問題和不足，提供一種無粗晶環易切削鋁合金擠壓棒材的制備方法，通過優化設計鋁合金擠壓棒材的制備工藝及參數，抑制再結晶晶粒的長大，消除鋁合金擠壓棒材的粗晶環組織缺陷，提高鋁合金擠壓棒材的組織性能均勻性，使鋁合金擠壓棒材具有優異的力學性能和切削加工性能。

本發明是通過如下技術方案得以實現的：

本發明第一方面提供了一種無粗晶環易切削鋁合金擠壓棒材的制備方法，包括如下步驟：

（1）按鋁合金的成分組成及質量百分比選擇原材料進行配料，所述原材料包括鋁錠、鎂錠、鋅錠、Al-20Cu合金、Al-5Sn合金、Al-5Bi合金、Al-10V合金、Al-10Ba合金和Al-5Nb-1C合金絲；

（2）將鋁錠加入至爐底帶電磁攪拌功能的熔鋁爐中加熱熔化，隨后加入除Al-5Nb-1C合金絲以外的其他原材料，在電磁場的攪拌作用下熔化成鋁合金液；

（3）采用氬氣和六氯乙烷精煉劑對鋁合金液噴粉精煉進行除氣除雜處理，扒渣后再靜置；

（4）將鋁合金液導入流槽，然后加入Al-5Nb-1C合金絲進行在線晶粒細化處理；

（5）將鋁合金液依次流過設置在流槽上的除氣機和泡沫陶瓷過濾板進行在線除氣過濾處理；

（6）將鋁合金液在超聲波振動下半連續鑄造成鋁合金圓棒；

（7）將鋁合金圓棒進行雙級均勻化處理，然后水霧強制冷卻至室溫；