CN112210701B - 一种高导电性能6101b合金挤压型材及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：Si：0.38‑0.40wt%，Fe：0‑0.10wt%，Cu：0.001‑0.003wt%，Mn：0.0035‑0.004wt%，Mg：0.55‑0.59wt%，Zn：0.01‑0.03wt%，Ti：0.005‑0.01wt%，余量为Al及不可避免的杂质。本发明的高导电性能6101B合金挤压型材，在6101的基础上，通过使用合金成分优化，使用特定的熔铸、挤压和时效加工工艺，使制得的高导电性能6101B合金挤压型材具有良好的力学性能和优异的导电性能。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金型材领域，尤其涉及导电轨用高导电性能铝合金型材领域，具体涉及一种高导电性能6101B合金挤压型材及其加工工艺。
背景技术
由于铝合金具有诸多优点，因而广泛应用于各个领域，不仅成形性强、回收率高、还具有成本低、撞击时不产生火花和导热、导电性能好的优点，在城市轨道交通中作为导电轨应用是其他金属材料不可替代的。6101因其良好的导电率，常作为导电轨首选铝合金，其力学性能(表1)和电导率(表2)须达到YS/T454-2003《铝及铝合金导体》标准要求以上。
表1：6101铝合金型材力学性能要求
表2：导电体(铝合金)的导电性能要求
| 牌号 | 制造方法或状态 | 导电率/％IACS |
| 1060 | 铸造、H112 | ≥61 |
| 1R35 | 铸造、H112 | ≥62 |
| 1350 | 铸造、H112 | ≥61 |
| 1100 | 铸造、H112 | ≥61 |
| 3003 | H16 | ≥32 |
| 6101 | T6、T6511、T10 | ≥55 |
| 6063 | T5、T6、T6511、T10 | ≥51 |
| 6R05 | T6、T6511、T10 | ≥52 |
经过20多年的发展，磁悬浮列车是一种新型的高速有轨地面运输***，开创了铁路运输史上的新时代。磁悬浮运输***是一种介于轮轨铁路和航空之间的一种独特的高速地面运输***。导电轨是城市轨道交通中磁悬浮列车的重要动力传输部件，属高科技含量的产品，它对列车的高速运行、安全可靠等都起着十分重要的作用。对于高导电性能材料，目前世界上只有少数几个国家具备生产能力与工艺，我国在此方面的经验较少，高导电性能材料则完全依赖进口。
随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，城市轨道交通的快速发展，目前国内各大中城市都在大力发展高速地面运输体统。作为一种安全、快速、舒适的“绿色交通工具”，随着国内外对人类赖以生存的地球环保意识的不断加强，磁悬浮列车必将得到不断的普及和快速的发展。因此，导电轨型材的市场需求量将会大幅度增长，市场潜力相当巨大。
如今对于6101合金型材，提出了更高的力学性能和导电性能要求，既要保证高强度力学性能，又要求有优异的导电性能，大大超出国标性能要求。对于该合金的成分优化和加工工艺提出了更高的要求。6101产品的导电率IACS在国内同行业中所能达到的最高水平也就56％左右，要将产品的导电率IACS提升到57％以上，且力学性能保持较高水平。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种高导电性能6101B合金挤压型材及其加工工艺。本发明的高导电性能6101B合金挤压型材，在6101的基础上，通过使用合金成分优化，使用特定的熔铸、挤压和时效加工工艺，使制得的高导电性能6101B合金挤压型材具有良好的力学性能和优异的导电性能。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.38-0.40wt％，Fe：0-0.10wt％，Cu：0.001-0.003wt％，Mn：0.0035-0.004wt％，Mg：0.55-0.59wt％，Zn：0.01-0.03wt％，Ti：0.005-0.01wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
当其他合金元素加入铝中时，由于铝原子的位错会产生对原始晶格的影响，这种位错使电子通过材料的过程变得更加困难，电导率降低。此外，金中的元素会以不同形式析出，位错也会增加，这些都会增加自由电子移动的困难，最终导致铝合金基体的电导率下降。
合金元素含量对纯铝电导率也有一定影响。通常，合金随着溶质原子浓度的增大，点阵畸变增大，电阻率升高，电导率降低。
净化溶体，降低铁的含量，控制微量的Mn、Zn和Ti元素等的含量，可以大大提高合金的电导率。
优选的，所述高导电性能6101B合金挤压型材的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
本发明还提供一种所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝(铝钛硼丝的适量添加，细化晶粒的同时，不至于添加太多造成晶格畸变厉害，减少电子运动阻力，从而有利于提升电导率)，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度720℃-750℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为740℃-750℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分，使铝合金熔液的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在700℃-720℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度4-6m/min，挤压成型时圆铸棒温度480℃-510℃，模具温度420℃-450℃，挤压筒温度410±10℃，压余厚度≥45mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度510℃以上；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度≥250℃/min，矫直的拉伸量控制在0.4％-0.6％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度210±5℃保温12h-13h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
为了使合金获得优异的力学性能，又不得不添加合金元素，所以净化溶体并采用合适的熔铸、挤压和时效工艺变得尤为重要，找到最优化的方案，可以达到力学性能和电导率的一个平衡，既保证合金的力学性能，又具有较高的电导率。
合金中的传导电子在流动中与点阵中的正离子相碰撞而产生散射，这就表示电子在这个地方遭受偏析，其运动收到阻碍，电阻就是由于这种阻碍而造成的。电子波遭受的反射程度越大，合金中电子的平均自由程就越小，则合金的电阻率就越高，电导率越低。
铝合金挤压是个固溶淬火的过程。
合金固溶处理后，得到溶质原子和空位的双重过饱和固溶体。过饱和程度的增加，使固溶体基体晶格产生了较严重的歪扭畸变，基体点阵电子散射源的数量和密度增加，传导电子遭受散射的程度变大，平均自由程变小，导致了电阻率的升高，电导率减小。电阻率与晶体点阵中的点缺陷(如空位、间隙原子)密切相关，点缺陷所引起的点阵畸变也会使传导电子产生散射，从而提高电阻率。
固溶处理在晶界上形成不连续的晶界析出相，导致传导电子在晶界附近传导时受的阻碍作用改变小，从而使电导率升高。时效过程中晶界溶质原子的析出减少，使固溶体基体晶格产生歪扭畸变程度变小，基体点阵电子散射源的数量和密度减少，对传导电子的阻碍作用减小，导致电导率升高。
本发明主要通过以下3个方面使得导电率提高及兼顾力学好：
1)熔铸
一般纯铝的电导率最高，合金元素含量少。6101B为了获得一定合金的强度，必须添加合金元素Si和Mg，合金元素是对电导率有害，因此Si和Mg的含量合适搭配才能获得良好的力学性能和电导率。
此外采用高纯铝，进一步降低合金中的有害杂质元素，从而提高合金的电导率。
在线除气是除去溶体内部的有害气体，减少圆铸锭内部的气体含量，减少基体中的孔位，从而减少电子移动的阻力，可以提高电导率。
熔铸的铝棒均匀化过程，可消除基体内应力和成分偏析，减少点阵畸变的发生，从而使共有电子运动变得容易，提高电导率。
2)铝合金挤压
为了保证合金的强度，选用挤压比较大的挤压机进行挤压，提升有效挤压比可大大改善合金的组织致密度和晶粒度，可以提高合金的强度，但是挤压是一种大的塑性变形方式，挤压过程中的晶格变形越严重，电子散射程度就越强，从而降低了基体的电导率。
铝合金挤压是个固溶淬火的过程。
合金固溶处理后，得到溶质原子和空位的双重过饱和固溶体。过饱和程度的增加，使固溶体基体晶格产生了较严重的歪扭畸变，基体点阵电子散射源的数量和密度增加，传导电子遭受散射的程度变大，平均自由程变小，导致了电阻率的升高，电导率减小。电阻率与晶体点阵中的点缺陷(如空位、间隙原子)密切相关，点缺陷所引起的点阵畸变也会使传导电子产生散射，从而提高电阻率。
固溶处理在晶界上形成不连续的晶界析出相，导致传导电子在晶界附近传导时受的阻碍作用改变小，从而使电导率升高。时效过程中晶界溶质原子的析出减少，使固溶体基体晶格产生歪扭畸变程度变小，基体点阵电子散射源的数量和密度减少，对传导电子的阻碍作用减小，导致电导率升高。
挤压时适当控制圆铸锭温度，以平衡合金的强度和电导率，过低合金强度会降低，过高合金电导率的下降程度会增加。
控制挤压速度较低，减少晶格变形程度，减少合金电导率的下降程度。
挤压过程中保证铝棒清洁，减少杂质元素进入铝基体中，也可以有效提高合金的电导率，如(a)增加压余，减少铝棒缩尾，减少杂质进入合金基体内，提高电导率；(b)改用氮化硼涂料，减少杂质，提高电导率；(c)清理挤压筒，减少挤压筒内的杂质进入合金基体内，提高电导率。
3)时效热处理
铝合金时效热处理后强度会增加，而且电导率也会改变。通常合金的强度越高，电导率的值就会越低。当合金强化时，沉淀相的长大会增加材料的强度，而这些沉淀强化相也会影响电子的移动并降低材料的电导率。
铝合金峰值时效时，过饱和固溶体内的元素全部弥散均匀析出，此时合金的强度最高，但由于弥散析出相的密集分布会阻碍电子移动，故而峰值时效时合金的电导率降低。采用适当的过时效工艺，保证强度的前提下，可以最大化提高合金的电导率，主要是析出相长大，减少析出相的弥散分布，从而降低电子移动阻碍，在强度适中的情况下可以适当提高合金的电导率。
优选的，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为16-18wt％，Fe含量为0.1wt％以下；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
优选的，步骤13)中，所述搅拌使用电磁搅拌设备仪器对熔体进行顺/逆时针搅拌。
能有效控制成分均匀，主要Mg和Si元素的绝对偏差不超过±0.02％。
优选的，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
优选的，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
优选的，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为570±10℃，保温时间8h。
对所述铝合金棒进行均质处理时，如将均质温度设定过高，实际生产中有出现熔棒的风险，对设备、人身安全的危害极大；如均质温度过低，则无法将合金中低熔点共晶相回熔基体，影响合金性能。发明人经过大量实验最终确定均质处理工艺，温度为570±10℃，保温时间8h。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的高导电性能6101B合金挤压型材，在6101的基础上，通过使用合金成分优化，使用特定的熔铸、挤压和时效加工工艺，使制得的高导电性能6101B合金挤压型材具有良好的力学性能和优异的导电性能。
本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材，的抗拉强度≥210MPa，屈服强度≥168MPa，伸长率≥6％，导电率IACS≥57％。
1)本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材与传统导电合金6101的力学性能相当，但导电率远高于6101的电导率(标准要求其导电率IACS≥55％，一般行业最高水平导电率IACS≥56％)。本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材完全达到了高力学性能和高导电性能要求。
2)本发明采用了多种熔体净化技术(如采用高纯度原材料提高熔体纯净度、多次熔体精炼减少渣含量、在线除气减少有害气体对电导率的影响、双极过滤减少有害杂质元素)，保证了本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材，的抗拉强度≥210MPa，屈服强度≥168MPa，伸长率≥6％，导电率IACS≥57％；对于提高其他合金和生产具有重要指导意义和借鉴思路。
3)本发明制得的高导电性能6101B合金挤压型材性能满足标准的要求下，导电率由行业内的普遍水平56提升至57以上，实现了较大的突破，技术指标达到国内领先水平。电导率的提升对于导电轨应用过程中能耗的节约，具有较大经济效益。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.38-0.40wt％，Fe：0-0.10wt％，Cu：0.001-0.003wt％，Mn：0.0035-0.004wt％，Mg：0.55-0.59wt％，Zn：0.01-0.03wt％，Ti：0.005-0.01wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
优选的，所述高导电性能6101B合金挤压型材的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
本发明还提供一种所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度720℃-750℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为740℃-750℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分，使铝合金熔液的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在700℃-720℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度4-6m/min，挤压成型时圆铸棒温度480℃-510℃，模具温度420℃-450℃，挤压筒温度410±10℃，压余厚度≥45mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度510℃以上；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度≥250℃/min，矫直的拉伸量控制在0.4％-0.6％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度210±5℃保温12h-13h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
优选的，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为16-18wt％，Fe含量为0.1wt％以下；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
优选的，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
优选的，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
优选的，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为570±10℃，保温时间8h。
实施例2：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.38wt％，Fe：00.6wt％，Cu：0.001wt％，Mn：0.0035wt％，Mg：0.55wt％，Zn：0.01wt％，Ti：0.005wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
在本实施例中，所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度720℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为740℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在700℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度4m/min，挤压成型时圆铸棒温度480℃，模具温度420℃，挤压筒温度400℃，压余厚度45mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度510℃；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度250℃/min，矫直的拉伸量控制在0.4％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度205℃保温13h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
在本实施例中，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为16wt％，Fe含量为0.08wt％；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
在本实施例中，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
在本实施例中，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
在本实施例中，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为560℃，保温时间8h。
实施例3：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.40wt％，Fe：0.03wt％，Cu：0.003wt％，Mn：0.004wt％，Mg：0.59wt％，Zn：0.03wt％，Ti：0.01wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
在本实施例中，所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度750℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为750℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在720℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度6m/min，挤压成型时圆铸棒温度510℃，模具温度450℃，挤压筒温度420℃，压余厚度55mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度520℃；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度300℃/min，矫直的拉伸量控制在0.6％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度215℃保温12h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
在本实施例中，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为18wt％，Fe含量为0.06wt％；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
在本实施例中，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
在本实施例中，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
在本实施例中，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为580℃，保温时间8h。
实施例4：
一种高导电性能6101B合金挤压型材，其化学成分按重量百分比计为：
Si：0.39wt％，Fe：0.02wt％，Cu：0.002wt％，Mn：0.0038wt％，Mg：0.57wt％，Zn：0.02wt％，Ti：0.0075wt％，余量为Al及不可避免的杂质。
在本实施例中，所述的高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，包括下列步骤：
1)熔铸：
11)将纯度大于等于99.9％的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12)将经步骤11)处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度735℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5Kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；
13)在铝合金熔液温度为745℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分；
14)静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在710℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；
15)将步骤14)得到的所述铝合金棒进行均质处理；
2)将步骤1)得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度5m/min，挤压成型时圆铸棒温度495℃，模具温度435℃，挤压筒温度410℃，压余厚度50mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度515℃；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度260℃/min，矫直的拉伸量控制在0.5％，得到铝合金型材；
3)将步骤2)得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度210℃保温12.5h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
在本实施例中，步骤12)中，所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为17wt％，Fe含量为0.04wt％；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.％。
在本实施例中，步骤14)中，所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板。
在本实施例中，步骤14)中，所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒(Ф330mm)。
在本实施例中，步骤15)中，进行均质处理时，均质处理工艺的温度控制为570℃，保温时间8h。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的高导电性能6101B合金挤压型材进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
| 序号 | 抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 伸长率(％) | 电导率 |
| 实施例2 | 211 | 174 | 6.6 | 57.1 |
| 实施例3 | 216 | 172 | 6.3 | 57.3 |
| 实施例4 | 220 | 183 | 6.4 | 57.6 |
从上表可以看出，本发明的高导电性能6101B合金挤压型材的综合力学性能优异。
国标GB/T 6892-2015中规定的6101B-T6状态，合金的抗拉强度≥215MPa，屈服强度≥160MPa，伸长率≥6％；本发明的高导电性能6101B合金挤压型材的力学性能接近国标6101B性能，完全满足6101的力学性能要求。其电导率IACS≥57％，远高于YS/T 454-2003《铝及铝合金导体》标准要求6101导电率IACS≥55％。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种高导电性能6101B合金挤压型材的加工工艺，其特征在于，包括下列步骤：
1）熔铸：
11）将纯度大于等于99.9%的原铝锭清洗干净，并把所述原铝锭叉到炉门前烘烤干燥；
12）将经步骤11）处理后的所述原铝锭送入熔炼炉，并加入高纯铝硅中间合金锭、高纯工业镁锭和铝钛硼丝，进行熔炼，精炼所需的氮气纯度要求达到99.99％以上；熔炼过程中，控制熔炼温度720℃-750℃，待金属熔化彻底，精炼4次，每次精炼至少25分钟以上，精炼剂使用量按照2.5kg/吨，扒渣；熔炼过程中炉膛温度控制在1100℃以下；所述高纯铝硅中间合金锭中Si含量为16-18wt%，Fe含量为0.1wt%以下；所述高纯工业镁锭的纯度大于等于99.%；
13）在铝合金熔液温度为740℃-750℃的条件下，搅拌控制成分均匀，并微调铝合金熔液的化学成分，使铝合金熔液的化学成分按重量百分比计为：
Si：0.38-0.39wt%，Fe：0-0.02wt%，Cu：0.001-0.002wt%，Mn：0.0038wt%，Mg：0.57wt%，Zn：0.01-0.03wt%，Ti：0.0075wt%，余量为Al及不可避免的杂质；
14）静置30min后，开始放水，先通过在线除气设备去除熔体内的氢，然后进行双极过滤，然后在700℃-720℃温度下使用同水平半连续热顶铸造，铸成挤压需要的铝合金棒；所述进行双极过滤为采用两道陶瓷过滤板进行过滤，第一道采用60目过滤板，第二道采用80目过滤板；所述铝合金棒为圆柱形的铝合金棒；
15）将步骤14）得到的所述铝合金棒进行均质处理；均质处理工艺的温度控制为570±10℃，保温时间8h；
2）将步骤1）得到的所述铝合金棒在4000T的正向挤压机上进行挤压，所述挤压成型步骤中挤压速度4-6m/min，挤压成型时圆铸棒温度480℃-510℃，模具温度420℃-450℃，挤压筒温度410±10℃，压余厚度≥45mm，每隔20条短棒清理一次挤压筒内部，出料口温度510℃以上；采用喷水冷却工艺进行在线淬火，冷却速度≥250℃/min，矫直的拉伸量控制在0.4%-0.6%，得到铝合金型材；
3）将步骤2）得到的所述铝合金型材，放置到铝合金时效炉内，进行人工时效，采用过时效工艺进行人工时效，时效工艺为温度210±5℃保温12h-13h，得到所述高导电性能6101B合金挤压型材。
2.一种采用权利要求1所述加工工艺制得的高导电性能6101B合金挤压型材。
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