[發明專利]一種高強度6系鋁合金及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010714606.7
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111647780A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 金龍兵
• 申請（專利權）人: 軍材科技（天津）有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22F1/05
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種高強度6系鋁合金及其制備方法和應用，涉及一種鋁合金、制備方法和應用。本發明針對現有技術存在的上述不足，提出高強度6系鋁合金含有Si：0.9～1.8％，Fe：0～0.5％，Cu：0.35～1.2％，Mn：0.2～1.2％，Mg：0.8～1.6％，Zn：0～0.5％，還含Cr、Zr或Ti。制備方法：熔煉和鑄造得到鑄錠，均勻化退火，鋸切和擠壓，淬火，人工時效。高強度6系鋁合金用于制造抱桿和高壓開關液壓彈簧操動機構部件。本發明鋁合金兼顧耐蝕性和強度。力學性能達到甚至優于2A12合金和2A50合金，導電性好，成本較2A12、2A50等2系鋁合金低。本發明適用于高強度6系鋁合金的制備和應用。

技術領域

本發明涉及一種鋁合金及其制備方法和應用。

背景技術

抱桿作為電力建設的專業施工工具，主要應用于輸電線路組立桿塔施工以及架線跨越施工，目前所使用的金屬抱桿主要有鋼抱桿和鋁抱桿兩種材質，其中，鋁抱桿具有輕便的特點，應用越來越廣泛，特別是在山區地形條件下更能發揮其優越性。鋁抱桿的主要有兩種形式，一種是主材和輔材采用鋁合金角材組裝的格構式抱桿，一種是采用鋁合金管材組裝成的管式抱桿。目前行業內制作鋁抱桿采用的均為2A12 T4的鋁合金角鋁型材和管材。2A12為2系鋁合金，具有中等強度，主要用于承力結構件，但由于2A12鋁合金中Cu元素含量較高，耐蝕性較差，故用于制作鋁抱桿的2A12型材和管材需要進行陽極氧化處理，在其表面形成一種氧化膜以達到防腐蝕的效果。由于2A12合金屬于硬合金，加工制造成本相對較高，加之需要進行陽極氧化表面處理，對環保也造成一定影響。

另外，根據郭學文2000年發表于《廣西電力工程》期刊上的《鋁合金抱桿的耐蝕性及其防護》文章中提到，由于腐蝕性問題，導致鋁合金抱桿的使用壽命大大縮短，同時還存在一定的潛在安全風險。雖然2A12合金表面進行了陽極氧化處理，但隨著后續的鉆孔鉚接、鋸切等工序，機加工的斷面是沒有氧化膜保護的，裸露在戶外惡劣條件下，極容易引起應力腐蝕開裂，存在較大的安全隱患。在此背景下，開發了一種高強耐蝕6系鋁合金材料，用以代替目前應用的2A12鋁合金材料制造鋁抱桿，滿足應用的同時，價格也顯著降低，且由于具有良好的耐蝕性，可減少陽極氧化工序，減少環境污染。

在電力系統中，鋁合金材料作為一種高導電、高比強度的優良材料得到廣泛應用，而2系鋁合金由于具有較高的強度，更是應用于一些重要承力的結構部位。高壓開關領域的液壓彈簧操動機構中的主缸體、儲能模塊(儲能活塞缸)等部位由于承載較大，一般使用2A50合金，但由于該部位較為關鍵，對材料的性能要求也較高，而2系鋁合金由于制備工藝中工藝參數選擇范圍窄，加之具有明顯的應力腐蝕傾向，導致該類產品批量化生產過程中的性能穩定性差，客戶也急需尋求一種性能穩定性好，耐蝕性好的高強度材料來進行替換。

6系鋁合金是以鎂和硅為主要合金元素并以Mg2Si相為強化相的鋁合金，屬于熱處理可強化鋁合金。合金具有中等強度，耐蝕性高，無應力腐蝕開裂傾向，焊接性能良好，焊接區腐蝕性能不變，成形性和工藝性能良好等優點，廣泛應用于建筑、軌道交通、汽車、通訊等領域，也是目前鋁加工領域中被應用最廣的一個系列材料。6系鋁合金目前應用最為廣泛主要有6061、6063、6005A、6082等，其中6082T6的擠壓材強度可以達到380MPa，屈服強度320MPa，布氏硬度90HB；而用于制造鋁抱桿的2A12 T4擠壓材以及制備高壓開關操動機構部件的2A50 T6擠壓材的強度為需要達到420～450MPa，屈服強度為360～380MPa，布氏硬度為110HB，常規的6系鋁合金材料在強度上與2系鋁合金相差較大，無法進行替代。

公開號為CN103484736B的專利公開了一種超高強6000系鋁合金及其制備方法，該專利所制備合金的抗拉強度達500～520MPa，屈服強度達460～503MPa，但是耐腐蝕較差，電導率較低，無法應用于抱桿或液壓彈簧操動機構部件的制造。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術存在的上述不足，提出一種高強度6系鋁合金及其制備方法和應用。