CN109972005A - 一种高导电率铝型材及制备方法 - Google Patents

一种高导电率铝型材及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种高导电率铝型材及制备方法，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.46～0.50％，Si为0.36～0.40％，Fe为0.10～0.20％，Cu不高于0.01％，Mn不高于0.01％，Cr不高于0.01％，Ti不高于0.03％，Zn不高于0.01％，其余杂质单个不高于0.03％，其余杂质的总和不高于0.10％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。本发明提供的一种高导电率铝型材及制备方法，对比现有的常规6063铝型材，其导电率提高到53％以上，通过优化合金中主要元素Mg和Si的含量，以降低铝型材基体中固溶元素的含量，从而降低铝型材的电阻系数，提高铝型材的导电率，将铁控制在0.10‑0.20％之间，铁能细化Mg2Si时效沉淀物，从而可以提高铝型材的时效强度效果，将铝型材中的铬和锰(过渡元素)含量控制在0.01％以下。

Description

一种高导电率铝型材及制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金材料领域，具体是一种高导电率铝型材及制备方法。
背景技术
铝材具有良好的导热、导电及机械性能，在工业、航空、交通、电业等众多领域有着极广泛的应用。随着科技的不断进步，不同产品在使用铝材时对导电、导热等各种性能指标的要求不同，而且越来越高。高纯度的铝材导热性能较好，但其硬度又不是较高，通常会在其中添加一些合金元素以提高铝材强度，但此时又会降低铝材的导电率，而且在加工中，时效温度及保温时间对材料导电率影响较大，这个也有待改良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高导电率铝型材及制备方法，以解决背景技术中的技术问题。
为实现前述目的，本发明提供如下技术方案
一种高导电率铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.46～0.50％， Si为0.36～0.40％，Fe为0.10～0.20％，Cu不高于0.01％，Mn不高于0.01％， Cr不高于0.01％，Ti不高于0.03％，Zn不高于0.01％，其余杂质单个不高于0.03％，其余杂质的总和不高于0.10％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
Mg为0.46％，Si为0.36％，Fe为0.10％，Cu为0.008％，Mn为0.006％，Cr 为0.008％，Ti为0.02％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
Mg为0.46％，Si为0.37％，Fe为0.13％，Cu为0.008％，Mn为0.008％，Cr 为0.008％，Ti为0.01％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.07％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
Mg为0.48％，Si为0.38％，Fe为0.15％，Cu为0.005％，Mn为0.005％，Cr 为0.007％，Ti为0.015％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.04％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
Mg为0.48％，Si为0.39％，Fe为0.18％，Cu为0.008％，Mn为0.008％，Cr 为0.009％，Ti为0.025％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.09％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
Mg为0.50％，Si为0.40％，Fe为0.20％，Cu为0.008％，Mn为0.007％，Cr 为0.009％，Ti为0.028％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.09％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
一种高导电率铝型材及制备方法的制备方法，包括以下加工工艺步骤：
(a)合金的熔铸：将原材料组成成份按重量配比要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣将熔体内的杂气和杂渣有效清除出去，再将熔液进行浇铸成为铝棒；
(b)挤压成型：将步骤a中的铝棒进行加热，再通过模具挤压成形，从而形成铝型材，铝型材经水冷后淬火再中断，铝型材经过冷却后再拉伸、矫直，然后锯切，其中铝棒的温度加热到480-500℃，模具温度加热到 460-490℃后保温2-3小时，挤压时挤压筒的温度控制在400-430℃，拉伸矫直时型材的温度在40-50℃，铝型材的拉伸变形量为0.3-1.5％；
(c)热处理：将步骤b中挤压后的铝型材进行热处理，热处理采用人工时效的方式进行，人工时效的温度在190-200℃，并保温2.5～3小时，最后出炉空气中冷却。
与现有技术相比，本发明提供的一种高导电率铝型材及制备方法，对比现有的6063铝型材，其导电率提高到53％以上，通过优化合金中主要元素Mg和 Si的含量，将铝型材中Mg和Si的含量分别控制在0.46％-0.50％和0.36％-0.40％的范围内，以降低铝型材基体中固溶元素的含量，从而降低铝型材的电阻系数，提高铝型材的导电率，将铁控制在0.10-0.20％之间，铁能细化Mg2Si时效沉淀物，从而可以提高铝型材的时效强度效果，将铝型材中的铬和锰(过渡元素)含量控制在0.01％以下。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
具体实施例1：本发明实施例中，一种高导电率铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.46％，Si为0.36％，Fe为0.10％，Cu为0.008％，Mn为0.006％， Cr为0.008％，Ti为0.02％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.08％，余量为 Al，各组份的重量百分比为100％。
实施例2：一种高导电率铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.46％， Si为0.37％，Fe为0.13％，Cu为0.008％，Mn为0.008％，Cr为0.008％，Ti为 0.01％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.07％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
实施例3：一种高导电率铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.48％， Si为0.38％，Fe为0.15％，Cu为0.005％，Mn为0.005％，Cr为0.007％，Ti为 0.015％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.04％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
实施例4：一种高导电率铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.48％， Si为0.39％，Fe为0.18％，Cu为0.008％，Mn为0.008％，Cr为0.009％，Ti为 0.025％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.09％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
实施例5：一种高导电率铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.50％， Si为0.40％，Fe为0.20％，Cu为0.008％，Mn为0.007％，Cr为0.009％，Ti为0.028％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.09％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
将上述所述实施例按照以下加工工艺步骤加工：
(a)合金的熔铸：将原材料组成成份按重量配比要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣将熔体内的杂气和杂渣有效清除出去，再将熔液进行浇铸成为铝棒；
(b)挤压成型：将步骤a中的铝棒进行加热，再通过模具挤压成形，从而形成铝型材，铝型材经水冷后淬火再中断，铝型材经过冷却后再拉伸、矫直，然后锯切，其中铝棒的温度加热到480-500℃，模具温度加热到 460-490℃后保温2-3小时，挤压时挤压筒的温度控制在400-430℃，拉伸矫直时型材的温度在40-50℃，铝型材的拉伸变形量为0.3-1.5％；
(c)热处理：将步骤b中挤压后的铝型材进行热处理，热处理采用人工时效的方式进行，人工时效的温度在190-200℃，并保温2.5～3小时，最后出炉空气中冷却。
与现有技术相比，本发明提供的一种高导电率铝型材及制备方法，对比现有的6063铝型材，其导电率提高到53％以上，通过优化合金中主要元素Mg和 Si的含量，将铝型材中Mg和Si的含量分别控制在0.46％-0.50％和0.36％-0.40％的范围内，以降低铝型材基体中固溶元素的含量，从而降低铝型材的电阻系数，提高铝型材的导电率，将铁控制在0.10-0.20％之间，铁能细化Mg2Si时效沉淀物，从而可以提高铝型材的时效强度效果，将铝型材中的铬和锰(过渡元素)含量控制在0.01％以下。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于前述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是前述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种高导电率铝型材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：Mg为0.46～0.50％，Si为0.36～0.40％，Fe为0.10～0.20％，Cu不高于0.01％，Mn不高于0.01％，Cr不高于0.01％，Ti不高于0.03％，Zn不高于0.01％，其余杂质单个不高于0.03％，其余杂质的总和不高于0.10％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
2.根据权利要求1所述的一种高导电率铝型材，其特征在于：Mg为0.46％，Si为0.36％，Fe为0.10％，Cu为0.008％，Mn为0.006％，Cr为0.008％，Ti为0.02％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
3.根据权利要求1所述的一种高导电率铝型材，其特征在于：Mg为0.46％，Si为0.37％，Fe为0.13％，Cu为0.008％，Mn为0.008％，Cr为0.008％，Ti为0.01％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.07％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
4.根据权利要求1所述的一种高导电率铝型材及，其特征在于：Mg为0.48％，Si为0.38％，Fe为0.15％，Cu为0.005％，Mn为0.005％，Cr为0.007％，Ti为0.015％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.04％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
5.根据权利要求1所述的一种高导电率铝型材，其特征在于：Mg为0.48％，Si为0.39％，Fe为0.18％，Cu为0.008％，Mn为0.008％，Cr为0.009％，Ti为0.025％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.09％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
6.根据权利要求1所述的一种高导电率铝型材，其特征在于：Mg为0.50％，Si为0.40％，Fe为0.20％，Cu为0.008％，Mn为0.007％，Cr为0.009％，Ti为0.028％，Zn为0.008％，其余杂质的总和为0.09％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
7.一种基于权利要求1～6任一项的一种高导电率铝型材及制备方法的制备方法，其特征在于：包括以下加工工艺步骤：
(a)合金的熔铸：将原材料组成成份按重量配比要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣将熔体内的杂气和杂渣有效清除出去，再将熔液进行浇铸成为铝棒；
(b)挤压成型：将步骤a中的铝棒进行加热，再通过模具挤压成形，从而形成铝型材，铝型材经水冷后淬火再中断，铝型材经过冷却后再拉伸、矫直，然后锯切，其中铝棒的温度加热到480-500℃，模具温度加热到460-490℃后保温2-3小时，挤压时挤压筒的温度控制在410-430℃，拉伸矫直时型材的温度在40-50℃，铝型材的拉伸变形量为0.3-1.5％；
(c)热处理：将步骤b中挤压后的铝型材进行热处理，热处理采用人工时效的方式进行，人工时效的温度在190-200℃，并保温2.5～3小时，最后出炉空气中冷却。
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