CN113481447B - 一种6060铝合金的制备方法及铝合金锻压件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种6060铝合金的制备方法及铝合金锻压件,所述6060铝合金的制备方法包括以下步骤:将用以制备6060铝合金的原材料进行熔铸,得到铸棒;对所述铸棒进行挤压成型,得到型材;对所述型材进行退火处理,得到6060铝合金;其中,所述退火处理中采用的冷却的方式为随炉冷却至温度不高于300℃后,出炉风冷至室温。本发明制得的6060铝合金材料能够满足用以制备铝合金锻压件的加工和使用需求,锻压情况良好,解决了因铝合金材料硬度高和内部组织气孔较大的缺陷而导致铝合金锻压件废品率高的问题,大大提高了材料的利用率。

Description

一种6060铝合金的制备方法及铝合金锻压件
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域,具体涉及一种6060铝合金的制备方法及铝合金锻压件。
背景技术
铝合金锻压型材由于成本高、生产技术难度大,仅在特别重要的受力部位才会应用,所占比重不大,但是铝锻压材料是增长速度最快的铝材,近年来,由于军工和民用工业,特别是交通运输和汽车轻量化的需求,“以铝代钢”的要求十分迫切,铝锻件的品种和应用都得到了迅猛的增长。然而由于铝锻件产品对加工的原材料内部组织质量和性能强度要求非常严格,导致给产品的前期研发以及正常生产带来了较大困难。
例如,某客户的一款奥迪汽车方向盘上的转向助力马达壳体锻件,由于该产品属于汽车结构安全件,对铝合金材料本身的质量要求非常严格。客户反馈,产品在锻压过程中,经常因材料硬度高和内部组织气孔较大等缺陷导致生产报废,且废品率很高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种6060铝合金的制备方法及铝合金锻压件,旨在解决铝合金因材料硬度高、内部组织气孔较大等缺陷导致铝合金锻压件废品率高的问题。
为实现上述目的,本发明提出一种6060铝合金的制备方法,包括以下步骤:
将用以制备6060铝合金的原材料进行熔铸,得到铸棒;
对所述铸棒进行挤压成型,得到型材;
对所述型材进行退火处理,得到6060铝合金;
其中,所述退火处理中采用的冷却的方式为随炉冷却至温度不高于300℃后,出炉风冷至室温。
可选地,对所述型材进行退火处理,得到6060铝合金的步骤中:
所述退火处理中的退火温度设置为440~460℃,保温时间设置为3.5~4.5h。
可选地,所述用以制备6060铝合金的原材料包括以下质量百分比的元素:Mg 0.45~0.55%、Si 0.40~0.50%、Fe 0.15~0.25%、Cu≤0.02%、Mn≤0.02%、Zn≤0.02%、Cr≤0.01%、Ti≤0.015%,余量为Al。
可选地,将用以制备6060铝合金的原材料进行熔铸,得到铸棒的步骤中:
所述原材料中的铝采用纯度不低于99.85%的高纯铝锭,且所述熔铸过程中,回用料的投入比例不高于40%,废料中禁止含有氧化材、喷涂料和锯切铝屑。
可选地,将用以制备6060铝合金的原材料进行熔铸,得到铸棒的步骤中,所述熔铸过程依次包括过滤、精炼以及除气,其中:
所述过滤采用30~50PPi和50~70PPi的泡沫陶瓷板进行双级过滤。
可选地,将用以制备6060铝合金的原材料进行熔铸,得到铸棒的步骤中,所述熔铸过程依次包括过滤、精炼以及除气,其中:
所述精炼过程中采用无氟无钠精炼剂,每次加入30~50kg,每次精炼10~20min,精炼次数不少于两次,且精炼后不允许再加合金搅拌。
可选地,将用以制备6060铝合金的原材料进行熔铸,得到铸棒的步骤中,所述熔铸过程依次包括过滤、精炼以及除气,其中:
所述除气过程中采用氩气,且所述氩气的用量为4~5m3/h,转子的转速为550~650r/min,气体的工作压力为0.2~0.3MPa,控制氢含量≤0.15mL/100g Al。
可选地,对所述铸棒进行挤压成型,得到型材的步骤中:
所述铸棒的挤压温度设置为420~450℃,挤压速度设置为2~3m/min,出口温度不高于500℃。
进一步地,本发明还提出一种铝合金锻压件,所述铝合金锻压件由6060铝合金型材锻压制成,所述6060铝合金由如上所述的6060铝合金的制备方法制得。
本发明提供的技术方案中,通过对铝合金材料的制备工艺进行改进,主要对冷却方式进行了管控,减小了制备得到的6060铝合金材料的内部气孔尺寸,降低了材料硬度,提高了材料的塑性,从而使制得的6060铝合金材料能够满足用以制备铝合金锻压件的加工和使用需求,锻压情况良好,解决了因铝合金材料硬度高和内部组织气孔较大的缺陷而导致铝合金锻压件废品率高的问题,大大提高了材料的利用率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
由于铝锻件产品对加工的原材料内部组织质量和性能强度要求非常严格,导致给产品的前期研发以及正常生产带来了较大困难。例如,某客户的一款奥迪汽车方向盘上的转向助力马达壳体锻件,由于该产品属于汽车结构安全件,对铝合金材料本身的质量要求非常严格。客户反馈,产品在锻压过程中,经常因材料硬度高和内部组织气孔较大等缺陷导致生产报废,且废品率很高。
为降低铝合金用以制备锻压件时的废品率,本发明提出一种6060铝合金的制备方法,对6060铝合金的制备工艺进行改进,降低了铝合金的硬度和提高了铝合金的塑性,减少了材料内部气孔尺寸直径。具体地,在本发明提供的6060铝合金的制备方法的一实施例中,所述6060铝合金的制备方法包括以下步骤:
步骤S10、将用以制备6060铝合金的原材料进行熔铸,得到铸棒;
步骤S20、对所述铸棒进行挤压成型,得到型材;
步骤S30、对所述型材进行退火处理,得到6060铝合金;
首先,将用以制备铝合金的原材料进行配料,再熔铸形成铸棒,然后对所述铸棒进行挤压成型,制成型材,最后再对所述型材进行退火和冷却处理,即制得硬度低塑性好的6060铝合金。本发明技术方案中主要对所述6060铝合金制备工艺中的退火工艺进行了改进,以实现降低铝合金的硬度和提高铝合金的塑性,减少铝合金材料内部气孔尺寸直径,具体地,所述退火工艺中包括在一定温度下进行保温然后再冷却的步骤,本发明中首先对冷却步骤进行了改进,所采用的冷却方式为随炉冷却至温度不高于300℃后,出炉风冷至室温。
需要说明的是,所述随炉冷却至温度不高于300℃后,出炉风冷至室温的过程中,优选为只要所述型材随炉冷却至温度不高于300℃后,立即出炉进行风冷,相较于进一步等待所述型材的温度降低至更低温度后再出炉风冷,能够缩短冷却时间,提高所述退火处理的效率。另外,相比于采用随炉冷却至室温再出炉、随炉冷却至300℃后再出炉自然冷却、保温结束后立即出炉风冷或者是保温结束后立即出炉自然冷却的方式,本发明通过采用随炉冷却至300℃后再处出炉冷却的冷却方式,既保证了所制得的铝合金的硬度最小和塑性最大,且铝合金材料内部气孔尺寸直径也可以满足锻压加工需求,又可以大幅度提高退火处理效率,节省工艺耗时,降低工艺的时间成本。
本发明提供的技术方案中,通过对铝合金材料的制备工艺进行改进,主要对冷却方式进行了管控,减小了制备得到的6060铝合金材料的内部气孔尺寸,降低了材料硬度,提高了材料的塑性,从而使制得的6060铝合金材料能够满足用以制备铝合金锻压件的加工和使用需求,锻压情况良好,解决了因铝合金材料硬度高和内部组织气孔较大的缺陷而导致铝合金锻压件废品率高的问题,大大提高了材料的利用率。
进一步地,本发明中对所述退火工艺的改进还体现在:所述退火处理中的退火温度设置为440~460℃,保温时间设置为3.5~4.5h。如此,在对所述退火处理中的冷却方式进行改进的基础上,优化所述退火处理中的退火温度以及保温时间,进一步地改善了制备得到的6060铝合金的锻压性能。
本发明的技术方案中,所述用以制备6060铝合金的原材料可以选用国家标准6060铝合金的化学成分进行配料,在本发明实施例中优选为根据国家标准6060铝合金化学成分进行内控调整,获得新配方6060A铝合金,并以此新配方来进行配料以及加工制成所述6060铝合金。具体地,所述新配方6060A铝合金包括以下质量百分比的元素:Mg 0.45~0.55%、Si 0.40~0.50%、Fe 0.15~0.25%、Cu≤0.02%、Mn≤0.02%、Zn≤0.02%、Cr≤0.01%、Ti≤0.015%,余量为Al。如此,通过对6060铝合金的化学成分进行调控,有利于进一步保证所制得的6060铝合金进行锻压加工时的锻压性能。
进一步地,在所述熔铸过程中,还对所述原材料中的铝原料进行管控,以保证制备得到的6060铝合金的合金纯度,从而提高所述6060铝合金的机械性能和加工性能。具体地,对铝原料的管控体现在:所述原材料中的铝采用纯度不低于99.85%的高纯铝锭,且所述熔铸过程中,回用料的投入比例不高于40%,废料中禁止含有氧化材、喷涂料和锯切铝屑,以进一步提高铝熔体内部质量。
通常而言,所述6060铝合金的制备工艺中的熔铸过程依次包括过滤、精炼以及除气,本发明还对所述过滤、精炼和除气步骤中的关键工艺参数进行了管控,以实现更好地改善6060铝合金的锻压性能,尤其是有利于减小所述6060铝合金材料内部气孔的尺寸直径。具体地,本发明实施例中对所述精炼、除气以及过滤步骤中的工艺管控体现在:
(1)所述过滤采用30~50PPi和50~70PPi的泡沫陶瓷板进行双级过滤。具体地,所述过滤采用第一泡沫陶瓷板和第二泡沫陶瓷板依次进行过滤,所述第一泡沫陶瓷板的孔隙密度为30~50PPi,所述第二泡沫陶瓷板的孔隙密度为50~70PPi,且所述第二泡沫陶瓷板的孔隙密度大于所述第一泡沫陶瓷板。
(2)所述精炼过程中采用无氟无钠精炼剂,每次加入30~50kg,每次精炼10~20min,精炼次数不少于两次,且精炼后不允许再加合金搅拌。在本发明实施例中,优选为精炼两次,并且在精炼后检查精炼罐是否喷完。
(3)所述除气过程中采用氩气,且所述氩气的用量为4~5m3/h,转子的转速为550~650r/min,气体的工作压力为0.2~0.3MPa,控制氢含量≤0.15mL/100g Al。
此外,本发明还对所述6060铝合金的制备工艺中的挤压成型过程中的关键工艺参数进行管控,以综合改善制备所得的6060铝合金的硬度、塑性及材料内部气孔尺寸直径。具体地,在本发明实施例中,对所述挤压成型工艺的管控体现在:所述铸棒的挤压温度设置为420~450℃,挤压速度设置为2~3m/min,出口温度不高于500℃。需要说明的是,由于在本实施例中经过挤压成型后的材料后续做O态处理,所以无需淬火固溶处理,但为了便于后工序拉伸操作,挤压处理的型材需要采用喷水冷却至温度不高于60℃即可。另外,本发明实施例中除了上述进行管控的工艺参数之外,所述6060铝合金的制备方法中涉及到的其他工艺步骤及参数均可参照现有技术进行,在此不做赘述。
基于客户反馈的铝合金在制成锻压件的锻压过程中,经常因材料硬度高和内部组织气孔较大等缺陷导致生产报废,废品率高的问题,发明人对开裂的材料进行相关检测,发现铝合金材料内部气孔尺寸直径为0.6~0.8mm,性能强度(维氏硬度)为50~60HV。在本发明实施例中,通过对6060铝合金的制备方法中熔铸、挤压成型及退火处理中的各项工艺参数进行管控,具体为熔铸过程中的配料、精炼、除气和过滤的关键工艺参数,挤压成型过程中的挤压成型温度、挤压速度、出口温度等关键工艺参数,退火处理过程中的退火温度、保温时间及冷却方式等关键工艺进行管控,使得制备得到的6060铝合金圆棒的材料内部气孔尺寸直径可控制在≤0.05mm,性能强度(即维氏硬度)≤30HV,相比于现有采用的铝合金材料内部气孔尺寸直径为0.6~0.8mm,性能强度(维氏硬度)为50~60HV而言,本发明实施例制得的6060铝合金的材料内部气孔尺寸直径和硬度都大大降低,解决了因铝合金材料硬度高和内部组织气孔较大的缺陷而导致铝合金锻压件废品率高的问题,在用于制备铝合金锻压件时,锻压情况良好,废品率大幅度降低,大大提高了材料的利用率。
进一步地,本发明还提出一种铝合金锻压件,所述铝合金锻压件包括但不限于为汽车方向盘上的转向助力马达壳体锻件,还可以是汽车上其他重要受力部位所使用的结构安全件。所述铝合金锻压件由6060铝合金型材锻压制成,所述6060铝合金的制备方法参照上述实施例,可以理解的是,由于本发明铝合金锻压件采用了上述实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的全部有益效果,在此不再一一赘述。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明,应当理解,以下实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
(1)6060A铝合金配方如表1所示。
(2)将原材料进行熔铸,制成铸棒;其中,熔铸过程中的工艺管控如下:
配料:采用99.85%的高纯铝锭作为铝原料,回用料采用6060/6063铝合金型材切头尾长料、定尺废料以及铸棒切头尾废料,废料比例实测30%;
过滤:依次采用30PPi和50PPi的泡沫陶瓷板进行双级过滤处理;
精炼:实测铝水温度为741℃条件下,采用无氟无钠精炼剂,每次加入30kg,每次精炼10min,精炼2次,精炼后不允许再加入合金搅拌,精炼后检查精炼罐是否喷完;
除气:采用氩气,其用量设置为4m3/h,气体工作压力设置为0.2MPa,转子的转速设置为550r/min,除气后进行在线氢含量检测,实测为0.14mL/100gAl。
(3)对制得的铸棒进行挤压成型,制成型材,挤压出来的型材采用喷水冷却至温度不高于60℃;其中,挤压过程的工艺管控如下:铸棒的挤压温度设置为420℃(实测为425℃),挤压速度设置为2m/min(实测为2m/min),型材出口温度实测为445℃。
(4)对制得的型材进行退火处理,制得6060铝合金圆棒;其中,退火过程中的工艺管控如下:退火温度设置为440℃,保温时间设置为3.5h,冷却方式为随炉冷却至300℃后,出炉风冷至室温。
实施例2
(1)6060A铝合金配方如表1所示。
(2)将原材料进行熔铸,制成铸棒;其中,熔铸过程中的工艺管控如下:
配料:采用99.85%的高纯铝锭作为铝原料,回用料采用6060/6063铝合金型材切头尾长料、定尺废料以及铸棒切头尾废料,废料比例实测35%;
过滤:依次采用40PPi和60PPi的泡沫陶瓷板进行双级过滤处理;
精炼:实测铝水温度为743℃条件下,采用无氟无钠精炼剂,每次加入40kg,每次精炼15min,精炼2次,精炼后不允许再加入合金搅拌,精炼后检查精炼罐是否喷完;
除气:采用氩气,其用量设置为4.5m3/h,气体工作压力设置为0.25MPa,转子的转速设置为600r/min,除气后进行在线氢含量检测,实测为0.13mL/100gAl。
(3)对制得的铸棒进行挤压成型,制成型材,挤压出来的型材采用喷水冷却至温度不高于60℃;其中,挤压过程的工艺管控如下:铸棒的挤压温度设置为430℃(实测为435℃),挤压速度设置为2.5m/min(实测为2.5m/min),型材出口温度实测为456℃。
(4)对制得的型材进行退火处理,制得6060铝合金圆棒;其中,退火过程中的工艺管控如下:退火温度设置为450℃,保温时间设置为4h,冷却方式为随炉冷却至300℃后,出炉风冷至室温。
实施例3
(1)6060A铝合金配方如表1所示。
(2)将原材料进行熔铸,制成铸棒;其中,熔铸过程中的工艺管控如下:
配料:采用99.85%的高纯铝锭作为铝原料,回用料采用6060/6063铝合金型材切头尾长料、定尺废料以及铸棒切头尾废料,废料比例实测38%;
过滤:依次采用50PPi和70PPi的泡沫陶瓷板进行双级过滤处理;
精炼:实测铝水温度为745℃条件下,采用无氟无钠精炼剂,每次加入50kg,每次精炼10min,精炼2次,精炼后不允许再加入合金搅拌,精炼后检查精炼罐是否喷完;
除气:采用氩气,其用量设置为5m3/h,气体工作压力设置为0.3MPa,转子的转速设置为650r/min,除气后进行在线氢含量检测,实测为0.11mL/100gAl。
(3)对制得的铸棒进行挤压成型,制成型材,挤压出来的型材采用喷水冷却至温度不高于60℃;其中,挤压过程的工艺管控如下:铸棒的挤压温度设置为450℃(实测为456℃),挤压速度设置为3m/min(实测为3m/min),型材出口温度实测为478℃。
(4)对制得的型材进行退火处理,制得6060铝合金圆棒;其中,退火过程中的工艺管控如下:退火温度设置为460℃,保温时间设置为4.5h,冷却方式为随炉冷却至300℃后,出炉风冷至室温。
实施例4
(1)6060A铝合金配方如表1所示。
(2)将原材料进行熔铸,制成铸棒;其中,熔铸过程中的工艺管控如下:
配料:采用99.85%的高纯铝锭作为铝原料,回用料采用6060/6063铝合金型材切头尾长料、定尺废料以及铸棒切头尾废料,废料比例实测34%;
过滤:依次采用35PPi和55PPi的泡沫陶瓷板进行双级过滤处理;
精炼:实测铝水温度为745℃条件下,采用无氟无钠精炼剂,每次加入35kg,每次精炼12min,精炼2次,精炼后不允许再加入合金搅拌,精炼后检查精炼罐是否喷完;
除气:采用氩气,其用量设置为4.5m3/h,气体工作压力设置为0.25MPa,转子的转速设置为600r/min,除气后进行在线氢含量检测,实测为0.12mL/100gAl。
(3)对制得的铸棒进行挤压成型,制成型材,挤压出来的型材采用喷水冷却至温度不高于60℃;其中,挤压过程的工艺管控如下:铸棒的挤压温度设置为440℃(实测为445℃),挤压速度设置为2.5m/min(实测为2.5m/min),型材出口温度实测为466℃。
(4)对制得的型材进行退火处理,制得6060铝合金圆棒;其中,退火过程中的工艺管控如下:退火温度设置为445℃,保温时间设置为4h,冷却方式为随炉冷却至300℃后,出炉风冷至室温。
实施例5
(1)6060A铝合金配方如表1所示。
(2)将原材料进行熔铸,制成铸棒;其中,熔铸过程中的工艺管控如下:
配料:采用99.85%的高纯铝锭作为铝原料,回用料采用6060/6063铝合金型材切头尾长料、定尺废料以及铸棒切头尾废料,废料比例实测39%;
过滤:依次采用45PPi和65PPi的泡沫陶瓷板进行双级过滤处理;
精炼:实测铝水温度为746℃条件下,采用无氟无钠精炼剂,每次加入45kg,每次精炼18min,精炼2次,精炼后不允许再加入合金搅拌,精炼后检查精炼罐是否喷完;
除气:采用氩气,其用量设置为4m3/h,气体工作压力设置为0.2MPa,转子的转速设置为600r/min,除气后进行在线氢含量检测,实测为0.14mL/100gAl。
(3)对制得的铸棒进行挤压成型,制成型材,挤压出来的型材采用喷水冷却至温度不高于60℃;其中,挤压过程的工艺管控如下:铸棒的挤压温度设置为435℃(实测为442℃),挤压速度设置为2m/min(实测为2m/min),型材出口温度实测为464℃。
(4)对制得的型材进行退火处理,制得6060铝合金圆棒;其中,退火过程中的工艺管控如下:退火温度设置为455℃,保温时间设置为4h,冷却方式为随炉冷却至300℃后,出炉风冷至室温。
对比例1-4
步骤(1)至(3)与实施例1相同,不同之处在于:
对比例1中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至室温后再出炉;
对比例2中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至300℃后,出炉自然冷却;
对比例3中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉风冷;
对比例4中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉自然冷却。
对比例5-8
步骤(1)至(3)与实施例2相同,不同之处在于:
对比例5中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至室温后再出炉;
对比例6中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至300℃后,出炉自然冷却;
对比例7中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉风冷;
对比例8中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉自然冷却。
对比例9-12
步骤(1)至(3)与实施例3相同,不同之处在于:
对比例9中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至室温后再出炉;
对比例10中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至300℃后,出炉自然冷却;
对比例11中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉风冷;
对比例12中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉自然冷却。
对比例13-16
步骤(1)至(3)与实施例4相同,不同之处在于:
对比例13中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至室温后再出炉;
对比例14中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至300℃后,出炉自然冷却;
对比例15中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉风冷;
对比例16中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉自然冷却。
对比例17-20
步骤(1)至(3)与实施例5相同,不同之处在于:
对比例17中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至室温后再出炉;
对比例18中步骤(4)的冷却方式采用随炉冷却至300℃后,出炉自然冷却;
对比例19中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉风冷;
对比例20中步骤(4)的冷却方式采用保温结束后立即出炉自然冷却。
表1实施例1至5中6060A铝合金的配方
Figure BDA0003126159810000111
Figure BDA0003126159810000121
对上述实施例和对比例制得的6060A铝合金圆棒进行气孔尺寸、HV性能强度检测,检测结果分别如表2和表3所示:
表2实施例1至实施例5制得的6060A圆棒的内部气孔尺寸
实施例 气孔尺寸(mm)
实施例1 Φ0.012-0.015
实施例2 Φ0.011-0.015
实施例3 Φ0.010-0.014
实施例4 Φ0.012-0.016
实施例5 Φ0.012-0.015
表3实施例1-5和对比例1-20制得的6060A圆棒的硬度
Figure BDA0003126159810000122
Figure BDA0003126159810000131
根据上述表2和表3的数据分析可知,本发明实施例制备得到的6060A铝合金圆棒,通过对熔铸、挤压和退火过程中的关键工艺参数进行管控,完全可以得到材料内部气孔尺寸直径≤0.05mm和性能强度(维氏硬度)≤30HV的铝合金圆棒,且采用随炉冷却至300℃再出炉风冷的退火冷却方式,既保证了性能强度最小和塑性最大,又可以缩短冷却耗时,大幅度提高退火处理效率。本发明实施例制备得到的6060A铝合金圆棒,经客户实践反馈,使用该材料生产铝合金锻压件的生产情况良好,彻底解决了因材料硬度高和内部组织气孔较大等缺陷导致生产报废的难题,同时大大提高了材料的利用率,废品率大幅度降低。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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,均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种6060铝合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将用以制备6060铝合金的原材料进行熔铸,得到铸棒,所述熔铸过程依次包括过滤、精炼以及除气,其中,所述过滤采用30~50PPi和50~70PPi的泡沫陶瓷板进行双级过滤;所述精炼过程中采用无氟无钠精炼剂,每次加入30~50kg,每次精炼10~20min,精炼次数不少于两次,且精炼后不允许再加合金搅拌;所述除气过程中采用氩气,且所述氩气的用量为4~5m3/h,转子的转速为550~650r/min,气体的工作压力为0.2~0.3MPa,控制氢含量≤0.15mL/100g Al;
对所述铸棒进行挤压成型,得到型材,所述铸棒的挤压温度设置为420~450℃,挤压速度设置为2~3m/min,出口温度不高于500℃;对所述型材进行退火处理,得到6060铝合金,退火温度设置为440~460℃,保温时间设置为3.5~4.5h;
其中,所述退火处理中采用的冷却的方式为随炉冷却至温度不高于300℃后,出炉风冷至室温;
所述用以制备6060铝合金的原材料包括以下质量百分比的元素:Mg 0.45~0.55%、Si0.40~0.50%、Fe 0.15~0.25%、Cu≤0.02%、Mn≤0.02%、Zn≤0.02%、Cr≤0.01%、Ti≤0.015%,余量为Al。
2.如权利要求1所述的6060铝合金的制备方法,其特征在于,将用以制备6060铝合金的原材料进行熔铸,得到铸棒的步骤中:
所述原材料中的铝采用纯度不低于99.85%的高纯铝锭,且所述熔铸过程中,回用料的投入比例不高于40%,废料中禁止含有氧化材、喷涂料和锯切铝屑。
3.一种铝合金锻压件,其特征在于,所述铝合金锻压件由6060铝合金型材锻压制成,所述6060铝合金由如权利要求1或2所述的6060铝合金的制备方法制得。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102312142A (zh) * 2011-09-27 2012-01-11 西南铝业(集团)有限责任公司 一种生产高等级铝合金薄壁管材的方法
CN102717205A (zh) * 2012-06-29 2012-10-10 东北大学 一种铝合金焊丝及其制备方法
CN104726753A (zh) * 2015-03-23 2015-06-24 苏州市神龙门窗有限公司 一种门窗用铝合金型材的制备方法
CN110042276A (zh) * 2019-04-24 2019-07-23 安徽省金兰金盈铝业有限公司 一种交通用轻量化铝合金新材料的加工工艺
CN111286650A (zh) * 2020-04-16 2020-06-16 江苏豪然喷射成形合金有限公司 一种喷射成形7055超高强铝合金挤压板材均匀化退火加固溶时效新型热处理工艺
CN111304473A (zh) * 2020-03-25 2020-06-19 广东领胜新材料科技有限公司 一种无粗晶环易切削铝合金挤压棒材的制备方法
CN112746232A (zh) * 2020-12-28 2021-05-04 西北工业大学 一种提高β型γ-TiAl合金强塑性的方法
CN112962007A (zh) * 2021-02-04 2021-06-15 山东裕航特种合金装备有限公司 一种高强度、耐热、耐磨活塞用铝合金及其生产方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102312142A (zh) * 2011-09-27 2012-01-11 西南铝业(集团)有限责任公司 一种生产高等级铝合金薄壁管材的方法
CN102717205A (zh) * 2012-06-29 2012-10-10 东北大学 一种铝合金焊丝及其制备方法
CN104726753A (zh) * 2015-03-23 2015-06-24 苏州市神龙门窗有限公司 一种门窗用铝合金型材的制备方法
CN110042276A (zh) * 2019-04-24 2019-07-23 安徽省金兰金盈铝业有限公司 一种交通用轻量化铝合金新材料的加工工艺
CN111304473A (zh) * 2020-03-25 2020-06-19 广东领胜新材料科技有限公司 一种无粗晶环易切削铝合金挤压棒材的制备方法
CN111286650A (zh) * 2020-04-16 2020-06-16 江苏豪然喷射成形合金有限公司 一种喷射成形7055超高强铝合金挤压板材均匀化退火加固溶时效新型热处理工艺
CN112746232A (zh) * 2020-12-28 2021-05-04 西北工业大学 一种提高β型γ-TiAl合金强塑性的方法
CN112962007A (zh) * 2021-02-04 2021-06-15 山东裕航特种合金装备有限公司 一种高强度、耐热、耐磨活塞用铝合金及其生产方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
提高6063铝合金导热性能的途径探讨;杨迎新等;《金属功能材料》;20040630;第11卷(第03期);第23-25页 *

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