CN111593237A - 用于5g终端发射塔端板的铝合金挤压材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种5G终端发射塔端板铝合金挤压材料的配方和加工工艺。本发明铝合金各元素的组成按重量百分比例分别为：硅0.4~0.43%，镁0.49~0.52%，铁≤0.18%，铜≤0.05%，锰0.03~0.06%，锌≤0.03%，铬≤0.05%，钛≤0.05%，余量为铝，各组分的重量百分比总和为100%。其制备方法为：熔化、搅拌、调整组分、扒渣、静置、热顶铸造、均匀化热处理、锯切锭坯、挤压成型、时效处理等加工工艺步骤。本发明所制造的铝合金强度高、韧性好、表面质量稳定、生产成本低，可用于大规模生产等优点。

Description

用于5G终端发射塔端板的铝合金挤压材及其制造方法

技术领域

本发明专利属于金属材料技术领域，特别是5G终端发射塔端板铝合金挤压材及其制造方法。

背景技术

5G时代的到来给各行各业带来了新的发展机遇和新的要求，铝型材企业也不例外。铝型材的密度只为钢、铜的密度的1/3，热导率、电导率仅次于铜，约为钢铁的3~4倍，易加工成型且无磁性，在低温环境下强度反而增加而无脆性，而且在大多数环境条件下能够显示优秀抗腐蚀性能。因此，大量的高性能铝型材产品被广泛应用于5G基站。目前国内5G终端发射塔端板铝合金挤压材采用宽度约437mm的6063铝合金挤压材制作，要求平面度高，型位尺寸精准，否则装配过程中出现螺孔错位，端板高尺寸加强筋保留，低尺寸加强筋需要铣平面并打孔。端板主要功能是用于安装电器元件和散热。对端板技术指标要求是：抗拉强度≥200MPa，非比例延伸强度≥150MPa，断后延伸率≥8%。目前生产此种端板的铝合金材料因含杂质量偏大、镁和硅元素比例不协调，出现截面型位尺寸不稳定及力学性能低，导致后期装配过程中出现各种问题，满足不了使用要求。

发明内容

本发明是在6063铝合金的基础上，根据材料的实施使用需要，设计一种更为合理的铝合金配方，用以克服现有5G终端发射塔端板铝合金挤压材力学性能低、型位尺寸不稳定、生产工艺繁琐等缺点。

本发明采用的技术方案是一种用于5G终端发射塔端板铝合金挤压材，其由以下元素组分按重量百分比制备而成，硅0.4~0.43%，镁0.49~0.52%，铁≤0.18%，铜≤0.05%，锰0.03~0.06%，锌≤0.03%，铬≤0.05%，钛≤0.05%，余量为铝，各组分的重量百分比总和为100%。

其应用于5G终端发射塔端板。

一种用于5G终端发射塔端板铝合金挤压材的制造方法，其制备包括如下步骤。

（1）选取原料，原料中以下元素组分按重量百分比配置：硅0.4~0.43%，镁0.49~0.52%，铁≤0.18%，铜≤0.05%，锰0.03~0.06%，锌≤0.03%，铬≤0.05%，钛≤0.05%，余量为铝，各组分的重量百分比总和为100%。

（2）熔铸及均匀化退火处理：全铝锭和中间硅锭装炉、熔化、电磁搅拌、协助机械搅拌、扒渣、再加入镁锭以及其他组分混合均匀，各组分按上述含量配置，精炼完成温度控制在720~740℃之间，静置10分钟，经过在线过滤后，进行立式连续热顶铸造，在590±5℃之间进行均匀化加热7小时，在经过风冷和水冷3小时后移置大气中继续冷却至室温。

（3）挤压及时效工艺：铸锭在棒炉加热温度为430℃，后在梯度加热炉进行加热，温度梯度为460-450-440℃，按照3.5-4.0mm/s的挤压速度挤压成型材，型材出口温度保持在510℃-530℃，再进行风冷至300℃后进行空冷至室温，按0.3%的变形量拉伸矫直，6h后进行人工时效，时效温度为190-195℃，保温2-2.5h。

本发明制造产生的有益效果为: 该配方各元素比例配合使得材料具有更高的抗拉强度（R_m≥215MPa）和非比例延伸强度（R_p0.2≥160MPa），提高了合金时效强化效果，铝液纯度的提高降低了生产成本。经过本发明所采用的加工工艺方法生产的铝合金型材尺寸稳定、平面度高，产品合格率高，方便后期加工与使用。

具体实施方式

实施例1：首先是全铝锭和中间硅装炉，进行熔炼操作，待原料熔化，电磁搅拌、协助机械搅拌均匀，扒渣后加入镁锭以及其他元素组分，混合均匀，需要进行2次精炼，每次精炼需要使用0.15%倍的精炼剂，再次将炉内、角落浮渣扒除干净，此后进行10min的静置，在铸造流盘中取样进行化学分析：硅0.409%，镁0.511%，铁0.132%，铜0.008%，锰0.044%，锌0.008%，铬0.003%，钛0.005%，余量为铝，经过在线过滤后，进行立式连续热顶铸造，铸锭直径为320mm，然后进行铸锭成品切除头、尾各30cm，再在590℃均匀化加热7h,先用风冷和缓慢使用水雾冷至常温后移置大气中继续冷却至室温。然后将均质铸锭在铝棒加热炉加热至430℃，按照要求的长度锯切成挤压锭坯，送入感应加热梯度炉，温度梯度为460-450-440℃，温度达到后以3.5mm/s挤压速度挤压成型材，型材模具出口温度在520℃-530℃，风冷至300℃，而后空冷至室温。按照0.3%的变形量拉伸矫直、切成品、装框，停留6小时后进行时效热处理，时效温度195℃，保温2小时。最后检测各项性能为：Rm=225MPa ；Rp0.2=180MPa；A50=10.5%，各项加强筋间宽度在要求的公差范围内。

实施例2：首先是全铝锭和中间硅装炉，进行熔炼操作，待原料熔化，电磁搅拌、协助机械搅拌均匀，扒渣后加入镁锭以及其他元素组分，混合均匀，需要进行2次精炼，每次精炼需要使用0.15%倍的精炼剂，再次将炉内、角落浮渣扒除干净，此后进行10min的静置，在铸造流盘中取样进行化学分析：硅0.422%，镁0.503%，铁0.124%，铜0.018%，锰0.045%，锌0.008%，铬0.005%，钛0.004%，余量为铝，经过在线过滤后，进行立式连续热顶铸造，铸锭直径为320mm，然后进行铸锭成品切除头、尾各30cm，再在585℃均匀化加热7h,先用风冷和缓慢使用水雾冷至常温后移置大气中继续冷却至室温。然后将均质铸锭在铝棒加热炉加热至430℃，按照要求的长度锯切成挤压锭坯，送入感应加热梯度炉，温度梯度为460-450-440℃，温度达到后以4.0mm/s挤压速度挤压成型材，型材模具出口温度在525℃-530℃，风冷至300℃，而后空冷至室温。按照0.3%的变形量拉伸矫直、切成品、装框，停留6小时后进行时效热处理，时效温度195℃，保温2.5小时。最后检测各项性能为：Rm=229MPa ；Rp0.2=185MPa；A50 =10.0%，各项加强筋间宽度在要求的公差范围内。

实施例3：首先是全铝锭和中间硅装炉，进行熔炼操作，待原料熔化，电磁搅拌、协助机械搅拌均匀，扒渣后加入镁锭以及其他元素组分，混合均匀，需要进行2次精炼，每次精炼需要使用0.15%倍的精炼剂，再次将炉内、角落浮渣扒除干净，此后进行10min的静置，在铸造流盘中取样进行化学分析：硅0.429%，镁0.495%，铁0.139%，铜0.003%，锰0.039%，锌0.008%，铬0.001%，钛0.001%，余量为铝，经过在线过滤后，进行立式连续热顶铸造，铸锭直径为320mm，然后进行铸锭成品切除头、尾各30cm，再在595℃均匀化加热7h,先用风冷和缓慢使用水雾冷至常温后移置大气中继续冷却至室温。然后将均质铸锭在铝棒加热炉加热至430℃，按照要求的长度锯切成挤压锭坯，送入感应加热梯度炉，温度梯度为460-450-440℃，温度达到后以4.0mm/s挤压速度挤压成型材，型材模具出口温度在520℃-530℃，风冷至300℃，而后空冷至室温。按照0.3%的变形量拉伸矫直、切成品、装框，停留6小时后进行时效热处理，时效温度195℃，保温2.5小时。最后检测各项性能为：Rm=215MPa ；Rp0.2=175MPa；A50 =11.0%，各项加强筋间宽度在要求的公差范围内。

实施例4：首先是全铝锭和中间硅装炉，进行熔炼操作，待原料熔化，电磁搅拌、协助机械搅拌均匀，扒渣后加入镁锭以及其他元素组分，混合均匀，需要进行2次精炼，每次精炼需要使用0.15%倍的精炼剂，再次将炉内、角落浮渣扒除干净，此后进行10min的静置，在铸造流盘中取样进行化学分析：硅0.419%，镁0.509%，铁0.157%，铜0.003%，锰0.041%，锌0.009%，铬0.001%，钛0.001%，余量为铝，经过在线过滤后，进行立式连续热顶铸造，铸锭直径为320mm，然后进行铸锭成品切除头、尾各30cm，再在585℃均匀化加热7h,先用风冷和缓慢使用水雾冷至常温后移置大气中继续冷却至室温。然后将均质铸锭在铝棒加热炉加热至430℃，按照要求的长度锯切成挤压锭坯，送入感应加热梯度炉，温度梯度为460-450-440℃，温度达到后以4.0mm/s挤压速度挤压成型材，型材模具出口温度在525℃-530℃，风冷至300℃，而后空冷至室温。按照0.3%的变形量拉伸矫直、切成品、装框，停留6小时后进行时效热处理，时效温度195℃，保温2.5小时。最后检测各项性能为：Rm=232MPa ；Rp0.2=185MPa；A50 =9.0%，各项加强筋间宽度在要求的公差范围内。

Claims (3)

1.一种用于5G终端发射塔端板铝合金挤压材，其特征在于：其由以下元素组分按重量百分比制备而成，硅0.4~0.43%，镁0.49~0.52%，铁≤0.18%，铜≤0.05%，锰0.03~0.06%，锌≤0.03%，铬≤0.05%，钛≤0.05%，余量为铝，各组分的重量百分比总和为100%。

2.如权利要求1所述的用于5G终端发射塔端板铝合金挤压材，其特征在于，其应用于5G终端发射塔端板。

3.一种用于5G终端发射塔端板铝合金挤压材的制造方法，其特征在于，其制备包括如下步骤：

（1）选取原料，原料中以下元素组分按重量百分比配置：硅0.4~0.43%，镁0.49~0.52%，铁≤0.18%，铜≤0.05%，锰0.03~0.06%，锌≤0.03%，铬≤0.05%，钛≤0.05%，余量为铝，各组分的重量百分比总和为100%；

（2）熔铸及均匀化退火处理：全铝锭和中间硅锭装炉、熔化、电磁搅拌、协助机械搅拌、扒渣、再加入镁锭以及其他组分混合均匀，各组分按上述含量配置，精炼完成温度控制在720~740℃之间，静置10分钟，经过在线过滤后，进行立式连续热顶铸造，在590±5℃之间进行均匀化加热7小时，在经过风冷和水冷3小时后移置大气中继续冷却至室温；

（3）挤压及时效工艺：铸锭在棒炉加热温度为430℃，后在梯度加热炉进行加热，温度梯度为460-450-440℃，按照3.5-4.0mm/s的挤压速度挤压成型材，型材出口温度保持在510℃-530℃，再进行风冷至300℃后进行空冷至室温，按0.3%的变形量拉伸矫直，6h后进行人工时效，时效温度为190-195℃，保温2-2.5h。