CN106011564A - 一种无粗晶环铝合金棒材及其制备方法 - Google Patents

一种无粗晶环铝合金棒材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无粗晶环铝合金棒材，其包括以下重量百分比的各组分：Si‑0.62～0.7％，Fe‑0.3～0.4％，Cu‑0.2～0.35％，Mn‑0.1～0.15％，Mg‑0.9～0.98％，Cr‑0.15～0.25％，Zn‑0.25％，Ti‑0.06～0.13％，余量为Al。本发明在国标GB/T3191‑2010中规定的6061铝合金基础上，严格控制了Cr和Mn元素的加入范围，Cr元素和Mn在铝合金中起到了遏制晶粒涨大的作用。后续挤压过程控制模具、铸锭以及挤压筒的温度，使挤压时材料的剪切变形减少，采用圆弧工作带模具，减少挤压模具材料流动死区。用本发明生产出的6061铝合金棒材基本看不到有粗晶环，大大提高了材料的力学性能，以及产品的氧化性能，阳极氧化后材料色泽一致，无花斑等缺陷。

Description

一种无粗晶环铝合金棒材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无粗晶环铝合金棒材及其制备方法。
背景技术
GB/T3191-2010中的6061铝合金具有较好的加工性能，中等强度、可焊接性，并且具有抗腐蚀性高等特性，被广泛应用于制造飞机、轮船、汽车等高要求的型材、棒材。随着汽车轻量化设计，6061铝合金在汽车上的使用量随之增加，然而在热挤压和淬火的过程中，容易产生粗晶环，使产品力学性能下降，强度，硬度降低，阳极氧化型材表面出现花斑，着色色差明显，影响了材料的使用性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种无粗晶环铝合金棒材及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种无粗晶环铝合金棒材，其包括以下重量百分比的各组分：Si-0.62～0.7％，Fe-0.3～0.4％，Cu-0.2～0.35％，Mn-0.1～0.15％，Mg-0.9～0.98％，Cr-0.15～0.25％，Zn-0.25％，Ti-0.06～0.13％，余量为Al。
进一步地，包括以下重量百分比的各组分：Si-0.62％，Fe-0.3％，Cu-0.2％，Mn-0.1％，Mg-0.9％，Cr-0.15％，Zn-0.25％，Ti-0.06％，余量为Al。
进一步地，包括以下重量百分比的各组分：Si-0.7％，Fe-0.4％，Cu-0.35％，Mn-0.15％，Mg-0.98％，Cr-0.25％，Zn-0.25％，Ti-0.13％，余量为Al。
本发明的另一个方面公开了一种无粗晶环铝合金棒材的制备方法，其包括如下步骤：
S1、熔化：将铝锭投入炉内加温至720～760℃进行熔化；
S2、扒渣：温度在735±25℃时用将打渣剂均匀的洒入炉内并充分搅拌5-10分钟，其中，打渣剂的加入量按每吨0.3KG的量加入，并将铝液表面浮渣扒除；熔体温度730～760℃时加入铜、硅、锰、铁、钛、镁、铬，以上合金加入顺序不分先后；加入合金后搅拌10～15分钟使熔体内各成份均匀混合；
S3、精炼：熔体温度720-740℃时采用高纯氩气喷粉精炼，其中氩气含量99.7％以上；精炼时间为40～50分钟，喷粉精炼剂用量为1.5～2公斤/吨铝；精炼完后将液面浮渣扒除；精炼后熔体静置20分钟；
S4、铸造：熔体温度为720～760℃时浇铸成铸锭备用；浇铸过程中加入铝钛硼线对铸锭晶粒细化，加入速度为2m/min～3m/min；在浇铸流槽上在线精炼，精炼时通入高纯氩气，氩气含量99.7％以上；最后采用30PPi和50PPi双层陶瓷过滤板过滤进一步净化熔体，最后得到铸锭；
S5、均质化：将步骤S4得到的铸锭加温到570±10℃，保温8～10小时，后进入冷却室采用喷雾冷却，得到均质后铸锭；
S6、挤压：采用带圆弧工作带的挤压模具，将挤压模具加热，加热温度470℃～490℃，铸锭加热至460℃～520℃进入挤压筒挤压，挤压筒预热温度390℃～440℃；在挤出口材料直接进入水槽，利用挤压余热淬火；将以上挤压所得棒料人工时效处理，时效温度165℃～185℃，保温8小时；最终得到成品。
本发明所达到的有益效果是：
本发明在国标GB/T3191-2010中规定的6061铝合金基础上，严格控制了Cr和Mn元素的加入范围，Cr元素和Mn在铝合金中起到了遏制晶粒涨大的作用。后续挤压过程控制模具、铸锭以及挤压筒的温度，使挤压时材料的剪切变形减少，采用圆弧工作带模具，减少挤压模具材料流动死区。用本发明生产出的6061铝合金棒材基本看不到有粗晶环，大大提高了材料的力学性能，以及产品的氧化性能，阳极氧化后材料色泽一致，无花斑等缺陷。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明一种无粗晶环铝合金棒材，其包括以下重量百分比的各组分：Si-0.62～0.7％，Fe-0.3～0.4％，Cu-0.2～0.35％，Mn-0.1～0.15％，Mg-0.9～0.98％，Cr-0.15～0.25％，Zn-0.25％，Ti-0.06～0.13％，余量为Al。
实施例2
本发明一种无粗晶环铝合金棒材，其包括以下重量百分比的各组分：
Si-0.62％，Fe-0.3％，Cu-0.2％，Mn-0.1％，Mg-0.9％，Cr-0.15％，Zn-0.25％，Ti-0.06％，余量为Al。
实施例3
本发明一种无粗晶环铝合金棒材，其包括以下重量百分比的各组分：
Si-0.7％，Fe-0.4％，Cu-0.35％，Mn-0.15％，Mg-0.98％，Cr-0.25％，Zn-0.25％，Ti-0.13％，余量为Al。
本发明的另一个方面公开了一种无粗晶环铝合金棒材的制备方法，其包括如下步骤：
S1、熔化：将铝锭投入炉内加温至720～760℃进行熔化；
S2、扒渣：温度在735±25℃时用将打渣剂均匀的洒入炉内并充分搅拌5-10分钟，其中，打渣剂的加入量按每吨0.3KG的量加入，并将铝液表面浮渣扒除；熔体温度730～760℃时加入铜、硅、锰、铁、钛、镁、铬，以上合金加入顺序不分先后；加入合金后搅拌10～15分钟使熔体内各成份均匀混合；
S3、精炼：熔体温度720-740℃时采用高纯氩气喷粉精炼，其中氩气含量99.7％以上；精炼时间为40～50分钟，喷粉精炼剂用量为1.5～2公斤/吨铝；精炼完后将液面浮渣扒除；精炼后熔体静置20分钟；
S4、铸造：熔体温度为720～760℃时浇铸成铸锭备用；浇铸过程中加入铝钛硼线对铸锭晶粒细化，加入速度为2m/min～3m/min；在浇铸流槽上在线精炼，精炼时通入高纯氩气，氩气含量99.7％以上；最后采用30PPi和50PPi双层陶瓷过滤板过滤进一步净化熔体，最后得到铸锭；
S5、均质化：将步骤S4得到的铸锭加温到570±10℃，保温8～10小时，后进入冷却室采用喷雾冷却，得到均质后铸锭；
S6、挤压：采用带圆弧工作带的挤压模具，将挤压模具加热，加热温度470℃～490℃，铸锭加热至460℃～520℃进入挤压筒挤压，挤压筒预热温度390℃～440℃；在挤出口材料直接进入水槽，利用挤压余热淬火；将以上挤压所得棒料人工时效处理，时效温度165℃～185℃，保温8小时；最终得到成品。。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无粗晶环铝合金棒材，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：Si-0.62～0.7％，Fe-0.3～0.4％，Cu-0.2～0.35％，Mn-0.1～0.15％，Mg-0.9～0.98％，Cr-0.15～0.25％，Zn-0.25％，Ti-0.06～0.13％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的一种无粗晶环铝合金棒材，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：Si-0.62％，Fe-0.3％，Cu-0.2％，Mn-0.1％，Mg-0.9％，Cr-0.15％，Zn-0.25％，Ti-0.06％，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的一种无粗晶环铝合金棒材，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：Si-0.7％，Fe-0.4％，Cu-0.35％，Mn-0.15％，Mg-0.98％，Cr-0.25％，Zn-0.25％，Ti-0.13％，余量为Al。
4.一种权利要求1～3任一所述的无粗晶环铝合金棒材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、熔化：将铝锭投入炉内加温至720～760℃进行熔化；
S2、扒渣：温度在735±25℃时用将打渣剂均匀的洒入炉内并充分搅拌5-10分钟，其中，打渣剂的加入量按每吨0.3KG的量加入，并将铝液表面浮渣扒除；熔体温度730～760℃时加入铜、硅、锰、铁、钛、镁、铬，以上合金加入顺序不分先后；加入合金后搅拌10～15分钟使熔体内各成份均匀混合；
S3、精炼：熔体温度720-740℃时采用高纯氩气喷粉精炼，其中氩气含量99.7％以上；精炼时间为40～50分钟，喷粉精炼剂用量为1.5～2公斤/吨铝；精炼完后将液面浮渣扒除；精炼后熔体静置20分钟；
S4、铸造：熔体温度为720～760℃时浇铸成铸锭备用；浇铸过程中加入铝钛硼线对铸锭晶粒细化，加入速度为2m/min～3m/min；在浇铸流槽上在线精炼，精炼时通入高纯氩气，氩气含量99.7％以上；最后采用30PPi和50PPi双层陶瓷过滤板过滤进一步净化熔体，最后得到铸锭；
S5、均质化：将步骤S4得到的铸锭加温到570±10℃，保温8～10小时，后进入冷却室采用喷雾冷却，得到均质后铸锭；
S6、挤压：采用带圆弧工作带的挤压模具，将挤压模具加热，加热温度470℃～490℃，铸锭加热至460℃～520℃进入挤压筒挤压，挤压筒预热温度390℃～440℃；在挤出口材料直接进入水槽，利用挤压余热淬火；将以上挤压所得棒料人工时效处理，时效温度165℃～185℃，保温8小时；最终得到成品。
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