[發明專利]一種5系鋁合金材料的制造方法

在審

• 申請號: 202011071131.0
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112267051A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 黃鐵興;黃禎榮;張建雷;劉金霞;李桂芝
• 申請（專利權）人: 福建祥鑫股份有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/02;C22F1/047;B21C37/00
• 代理公司: 泉州豐碩知識產權代理事務所(普通合伙) 35249
• 代理人: 朱劍虹

本發明公開了一種5系鋁合金材料的制造方法，屬于鋁合金技術領域。所述的5系鋁合金材料是經過熔煉、二級均質處理、擠壓、風冷處理、拉伸矯直、時效熱處理等步驟制成的。本發明制得的5系鋁合金材料的抗拉強度達到482.6MPa以上，屈服強度達到349.8MPa以上、延伸率達到14.9%以上，顯著優于現有技術制得的5系鋁合金材料的抗拉強度、屈服強度、延伸率，同時，包括疲勞強度、耐磨程度以及抗腐蝕特性能等在內的綜合性能也顯著優于現有技術。且制備成本低，可廣泛應用于高鐵、汽車及艦船用鋁合金型材領域。

技術領域

本發明屬于鋁合金制備技術領域，具體涉及一種5系鋁合金材料的制造方法。

背景技術

在高鐵、汽車及艦船用鋁合金型材領域，鋁合金種類一般為5系鋁合金，因為海洋中的使用環境為高腐蝕環境，對合金型材的耐腐蝕性能要求嚴格。然而，5系鋁合金中Mg含量較高，這會導致5系合金的可鍛造能力顯著低于其他系列的鋁合金，如2系和6系等。

中國專利申請文獻“一種高鎂5系鋁合金箱體模鍛方法（申請公布號：CN111545695A） ”公開了一種高鎂5系鋁合金箱體模鍛方法，高鎂5系鋁合金為鎂的重量百分比大于4.5％的5系鋁合金，所述模鍛方法主要包括以下步驟：1 ）合金鑄造；2 ）均質處理；3）模鍛：4 ）穩定化處理；5 ）機械加工。采用該方法克服高鎂5系鋁合金模鍛工藝瓶頸，生產的高鎂5系鋁合金箱體，力學性能優異，箱體表面質量好，尺寸穩定，箱體成品率高，成本低。但是該配方制得的5系鋁合金材料存在著抗拉強度和屈服強度較差等問題，不能滿足應用要求。

本領域對5系鋁合金的需求、應用和研究較多，但是鑒于5系鋁合金型材的材料和制備方法不能滿足快速增長的材料需要，需要各項性能參數更優更均衡的5系鋁合金及更好的制備方法。

發明內容

本發明提供一種5系鋁合金材料的制造方法，以解決現有技術制得的5系鋁合金材料存在著抗拉強度和屈服強度較差等問題。

為了解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種5系鋁合金材料的制造方法，包括以下步驟：

S1：按配比將5系鋁合金原料加入熔煉爐中均勻混合后熔煉為液態鋁合金，將液態鋁合金熔鑄為鋁合金圓鑄錠；鋁合金熔煉過程中采用超聲輔助手段，超聲波頻率為0.6-0.9MHz，功率密度為0.3-0.34W/cm²；

S2：將鋁合金圓鑄錠進行二級均質處理；

S3：將步驟S2均質化處理后的鋁合金圓鑄錠置于擠壓機中進行擠壓，其中鋁合金鑄錠采用分段梯度加熱方式加熱；擠壓筒頭部的加熱溫度為478-485℃，中部的加熱溫度為465-472℃，尾部的加熱溫度為456-463℃；擠壓模具溫度為452-465℃，鋁合金鑄錠擠壓速度控制在2-3m/min，得到鋁合金型材；

S4：將步驟S3制得的鋁合金型材進行風冷處理；

S5：將步驟S4制得的冷卻后的鋁合金型材經牽引矯直機進行拉伸矯直，將拉伸矯直后的鋁合金型材停放后定尺鋸切；

S6：將拉伸矯直后的鋁合金型材進行時效熱處理，制得5系鋁合金材料，所述5系鋁合金材料，以質量百分比計，其組成為：Si≤0.3%、Fe≤0.3%、Cu≤0.1%、Mn 0.8-1.0%、Mg 6.2-6.7%、Zn≤0.2%，Ti≤0.1%、Mo 0.06-0.09%、Ta 0.05-0.1%、Er 0.1-0.2%、Zr 0.1-0.2%，其余為Al和其他不可避免的雜質元素，其中Er+Zr用量為0.3-0.4%。

進一步地，所述步驟S1中爐內壓力為0.58-0.72MPa。

進一步地，所述步驟S1中鋁合金熔煉過程中采用超聲輔助手段，超聲波頻率為0.8MHz，功率密度為0.33W/cm²。