[發(fā)明專利]一種用于生產(chǎn)模具的鋁合金板及其制備工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110089900.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN112941379A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付建明;吳廣斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波膠點(diǎn)密封工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/10
• 分類號(hào): C22C21/10;C22C1/02;C22F1/053;C21D1/18;B21C37/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本申請(qǐng)涉及鋁基合金領(lǐng)域，具體公開了一種用于生產(chǎn)模具的鋁合金板及其制備工藝。一種用于生產(chǎn)模具的鋁合金板，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下組分：Si，F(xiàn)e，Cu，Mn，Mg，Cr，Zn，Ti，其余為Al以及不可除去的雜質(zhì)；其制備工藝為：根據(jù)最終產(chǎn)品的組分稱取原料進(jìn)行熔煉，將配料完成的熔體進(jìn)行精煉，將熔體加入擠壓機(jī)后進(jìn)行擠壓，對(duì)擠壓后的擠壓材進(jìn)行固溶處理，對(duì)固溶處理后的擠壓材進(jìn)行淬火處理，對(duì)淬火處理后的擠壓材進(jìn)行拉伸處理，對(duì)拉伸處理后的擠壓材進(jìn)行時(shí)效處理，將經(jīng)過(guò)時(shí)效處理的擠壓材進(jìn)行機(jī)械加工制成鋁合金板。本申請(qǐng)的鋁合金板可用于橡膠圈的模具，其具有良好的耐腐蝕性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及鋁基合金領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種用于生產(chǎn)模具的鋁合金板及其制備工藝。

背景技術(shù)

模具是用來(lái)制作成型物品的工具，這種工具由各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成，模具主要通過(guò)所成型材料物理狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。

目前生產(chǎn)橡膠圈時(shí)，使用的模具材質(zhì)均為45號(hào)鋼。45號(hào)鋼抗拉強(qiáng)度600MPa、屈服強(qiáng)度355MPa、熱軋硬度229HBS、退火硬度197HBS因含硫、磷等有害雜質(zhì)較少，因而質(zhì)量較高，其強(qiáng)度、塑性、韌性均比碳素結(jié)構(gòu)鋼好，綜合力學(xué)性能較好，常用于制造較為重要的機(jī)械零件。

但是45號(hào)鋼在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，模具由于長(zhǎng)期接觸空氣，會(huì)發(fā)生氧化銹蝕，從而使生產(chǎn)得到的橡膠圈尺寸不穩(wěn)定，無(wú)法達(dá)到客戶需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高模具的耐腐蝕性能，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于生產(chǎn)模具的鋁合金板及其制備工藝。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于生產(chǎn)模具的鋁合金板，采用如下的技術(shù)方案：

一種用于生產(chǎn)模具的鋁合金板，按質(zhì)量百分比計(jì)，包括以下組分：Si≤0.25％，F(xiàn)e≤0.41％，Cu1.26-1.71％，Mn≤0.3％，Mg2.1-2.5％，Cr0.18-0.28％，Zn5.1-6.0％，Ti≤0.16％，Zr0.1-0.2％，其余為Al以及不可除去的雜質(zhì)；其中，Zn/Mg比為2.3-2.5。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，采用鋁合金板代替45號(hào)鋼的方式，使得模具不易生銹，保證了橡膠圈的尺寸穩(wěn)定性。

Zn、Mg元素形成強(qiáng)化相(MgZn2)η相及它的亞穩(wěn)態(tài)相η＇，Al和Zn、Mg元素形成三元固溶體T(AlMg2Zn3)強(qiáng)化相，在合金溫度降低的同時(shí)，這些相的溶解度也隨之大幅度下降，在晶體內(nèi)會(huì)析出彌散強(qiáng)化相從而提高鋁合金的強(qiáng)度。

隨著鋁合金強(qiáng)度的增加，其韌性、塑性以及抗應(yīng)力腐蝕性能顯著減小，所以需要合理的控制鋁合金中Zn和Mg元素的含量及二者的質(zhì)量比，從而控制鋁合金的性能。Zn/Mg比為2.3-2.5時(shí)，鋁合金綜合性能最佳。Zn含量大于6.0％時(shí)，合金的塑性、斷裂韌性及疲勞性能明顯下降，耐蝕性能也較差。Mg含量大于2.5％，會(huì)促使應(yīng)力腐蝕開裂，降低抗應(yīng)力腐蝕性能。

Cu元素能夠與Al、Mg結(jié)合形成Al2CuMg相，從而改善Zn、Mg含量過(guò)高時(shí)降低的抗腐蝕性能及塑性等問(wèn)題，同時(shí)提高鋁合金的強(qiáng)度。在Zn含量高的鋁合金中，Cu原子能夠溶入GP區(qū)域，在GP區(qū)溫度范圍得到穩(wěn)定的同時(shí)，還起到了減緩時(shí)效析出的作用。Cu原子還能溶入η及η＇強(qiáng)化相中，晶界和晶內(nèi)的電位差因此得到降低，從而減弱了合金的應(yīng)力腐蝕開裂。

少量的Cr、Ti、Zr和Mn元素，有利于鋁合金的熱處理和加工工藝，能夠提高鋁合金的抗應(yīng)力腐蝕性能以及力學(xué)性能。

其中，Mn、Zr、Cr元素是彌散相形成元素，在合金中形成的彌散相大小為0.01-0.lμm，這種彌散相能夠抑制鋁合金晶粒的長(zhǎng)大和再結(jié)晶的發(fā)生，在提高鋁合金強(qiáng)度的同時(shí)還能改善其韌性。

鋁合金中含有0.18％～0.28％Cr，能夠使得鋁合金晶粒中形成一些彌散強(qiáng)化相，從而細(xì)化晶粒。