本發(fā)明涉及一種鋁合金型材,特別涉及一種超高強度鋁合金型材,屬于建材技術領域。
隨著我國大規(guī)模的基建投資和工業(yè)化進程的快速推進,鋁型材全行業(yè)的產量和消費量迅猛增長,而我國也一躍成為世界上最大的鋁型材生產基地和消費市場,經過長達近10年的高速增長,我國鋁型材行業(yè)步入了新的發(fā)展階段,并展九游體育官方網站現出了諸多新的發(fā)展趨勢。2012年國內工業(yè)鋁型材市場需求將超過400萬噸。未來,鋁型材在工業(yè)領域的應用空間將十分巨大,在我國現有的124個產業(yè)部門中,有113個部門使用鋁制品,比重為91%。鋁型材是一種較年輕的金屬材料,在20世紀初才開始工業(yè)應用。第二次世界大戰(zhàn)期間,鋁型材主要用于制造軍用飛機。戰(zhàn)后,由于軍事工業(yè)對鋁型材的需求量驟減,鋁工業(yè)界便著手開發(fā)民用鋁型材,使其應用范圍由航空工業(yè)擴展到建筑業(yè)、容器包裝業(yè)、交通運輸業(yè)、電力和電子工業(yè)、機械制造業(yè)和石油化工等國民經濟各部門,應用到人們的日常生活當中?,F在,鋁型材的用量之多,范圍之廣,僅次于鋼鐵,成為第二大金屬材料。但是現有技術下,很多鋁型材存在制作工藝復雜、成品率不高、產品質量不穩(wěn)定等現象。目前我國的鋁合金型材的強度并不是特別高,在長期使用后容易扭曲或變形,這一缺點局限了鋁合金型材在一些對與強度要求高的市場上的應用。
針對上述問題,本發(fā)明提供一種強度高、硬度高、耐腐蝕、性能優(yōu)良的超高強度鋁合金型材。
一種超高強度鋁合金型材,其特征在于,該鋁合金型材中各元素組成的質量百分比為:鋅6%~10%,銅0.1%~3%,鎂1%~3%,硅0.5%~1%,錳0.3%~0.6%,鈧0.03%~0.05%,鋯0.02%~0.04%,鉺0.02%~0.04%,鑭0.03%~0.05%,釔0.01%~0.03%,鈰0.01%~0.03%,鈦0.03%~0.06%,硼0.08%~0.1%,余量為鋁。
(1)按照所述鋁合金型材中各元素組成的質量百分比對各元素進行配料;將余量鋁投入熔煉爐在750~780℃下進行熔煉,熔化后攪拌20~30min,檢測合金成分并調整;
(2)將步驟(1)所得到的合金混合熔液進行過濾,過濾掉合金混合熔液所混有的未熔化的雜質,得到相對純凈的合金混合熔液;
(3)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術,鋁液出爐溫度為730~750℃,鑄造溫度為650~700℃,鑄造速度為90~100mm/min,冷卻水壓為0.3~0.5MPa,得到鋁合金鑄錠;
(5)擠壓成型:將擠壓模具預熱到440℃~460℃,模筒預熱到380℃~440℃,將步驟(3)得到的鋁合金鑄錠送入模筒中,將模筒放入擠壓模具內,以擠壓壓力為110N/mm2~120N/mm2、擠壓速度為0.5m/s~0.6m/s進行擠壓,得到鋁合金型材;
(6)將步驟(5)中擠壓出來的鋁合金型材進行淬火處理,隨后進行校直處理,得到成品鋁合金型材;將成品鋁合金型材放入退火爐中,設定溫度為80~90℃,保溫10~15h,再設定溫度為160~190℃,保溫5~10h,然后設定溫度為60~80℃,保溫12~18h,空冷至室溫后再設定溫度為95~105℃,保溫8~12h,空冷至室溫,經表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
優(yōu)選的,所述多級熱處理中,第一級以120~140℃/h升溫;第二級以65~75℃/h升溫;第三級以強風風冷降溫;第四級以80~120℃/h升溫;第五級以100~150℃/h升溫;第六級以140~180℃/h降溫至150~180℃,以水冷方式冷至室溫;第七級以100~150℃/h升溫至320~350℃,保溫2~3h,出爐空冷至室溫。
優(yōu)選的,步驟(3)中,所述冷卻水進水口溫度不高于25℃,出水口水溫不高于45℃。
優(yōu)選的,所述淬火處理通過將鋁合金型材緩慢通過水溫為50℃~55℃的水槽內進行。
本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明采用鋁、鋅、鎂、銅為主要元素制成的鋁合金型材,加入適當比例的鋅和鎂,可大大提高鋁合金的強度,適當比例的銅的加入,保證了鋁合金在具有超高強度的同時,可對合金產生附加的強化效果,提高合金的耐腐蝕和疲勞性能;通過加入微量鈧元素和鋯元素,在鋁合金中形成復合強化相,對晶界的釘扎作用更強,能更有效地抑制再結晶;采用微量鉺、鑭等稀土元素,在鋁合金中起到凈化、變質作用,同時細化鑄態(tài)組織,易填補鋁相表面缺陷,改善合金的熱塑性,提高鋁合金力學性能;添加錳元素可細化晶粒,降低合金淬火敏感性,提高鋁合金型材的應力腐蝕性能,提高材料的韌性。在制造過程中,對熱處理及時效處理采用多級處理方式,可改善超高強度鋁合金型材的抗應力腐蝕性。綜上所述,本發(fā)明不僅保證了鋁合金型材具有超高強度,同時提高了鋁合金型材的綜合力學性能。
一種超高強度鋁合金型材,該鋁合金型材中各元素組成的質量百分比為:鋅6%,銅0.1%,鎂1%,硅0.5%,錳0.3%,鈧0.03%,鋯0.02%,鉺0.02%,鑭0.03%,釔0.01%,鈰0.01%,鈦0.03%,硼0.08%,余量為鋁。
(1)按照所述鋁合金型材中各元素組成的質量百分比對各元素進行配料;將余量鋁投入熔煉爐在750℃下進行熔煉,熔化后攪拌20min,檢測合金成分并調整;
(2)將步驟(1)所得到的合金混合熔液進行過濾,過濾掉合金混合熔液所混有的未熔化的雜質,得到相對純凈的合金混合熔液;
(3)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術,鋁液出爐溫度為730℃,鑄造溫度為650℃,鑄造速度為90mm/min,冷卻水壓為0.3MPa,冷卻水進水口溫度不高于25℃,出水口水溫不高于45℃;得到鋁合金鑄錠;
(5)擠壓成型:將擠壓模具預熱到440℃,模筒預熱到380℃,將步驟(3)得到的鋁合金鑄錠送入模筒中,將模筒放入擠壓模具內,以擠壓壓力為110N/mm2、擠壓速度為0.5m/s進行擠壓,得到厚度為30mm的鋁合金型材;
(6)將步驟(5)中擠壓出來的鋁合金型材緩慢通過水溫為50℃的水槽內進行淬火處理,隨后進行校直處理,得到成品鋁合金型材;將成品鋁合金型材放入退火爐中,設定溫度為80℃,保溫10h,再設定溫度為160℃,保溫5h,然后設定溫度為60℃,保溫12h,空冷至室溫后再設定溫度為95℃,保溫8h,空冷至室溫,經表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
一種超高強度鋁合金型材,該鋁合金型材中各元素組成的質量百分比為:鋅10%,銅3%,鎂3%,硅1%,錳0.6%,鈧0.05%,鋯0.04%,鉺0.04%,鑭0.05%,釔0.03%,鈰0.03%,鈦0.06%,硼0.1%,余量為鋁。
(1)按照所述鋁合金型材中各元素組成的質量百分比對各元素進行配料;將余量鋁投入熔煉爐在780℃下進行熔煉,熔化后攪拌30min,檢測合金成分并調整;
(2)將步驟(1)所得到的合金混合熔液進行過濾,過濾掉合金混合熔液所混有的未熔化的雜質,得到相對純凈的合金混合熔液;
(3)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術,鋁液出爐溫度為750℃,鑄造溫度為700℃,鑄造速度為100mm/min,冷卻水壓為0.5MPa,冷卻水進水口溫度不高于25℃,出水口水溫不高于45℃;得到鋁合金鑄錠;
(5)擠壓成型:將擠壓模具預熱到460℃,模筒預熱到440℃,將步驟(3)得到的鋁合金鑄錠送入模筒中,將模筒放入擠壓模具內,以擠壓壓力為120N/mm2、擠壓速度為0.6m/s進行擠壓,得到厚度為40mm的鋁合金型材;
(6)將步驟(5)中擠壓出來的鋁合金型材緩慢通過水溫為55℃的水槽內進行淬火處理,隨后進行校直處理,得到成品鋁合金型材;將成品鋁合金型材放入退火爐中,設定溫度為90℃,保溫15h,再設定溫度為190℃,保溫10h,然后設定溫度為80℃,保溫18h,空冷至室溫后再設定溫度為105℃,保溫12h,空冷至室溫,經表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
一種超高強度鋁合金型材,該鋁合金型材中各元素組成的質量百分比為:鋅8%,銅1.5%,鎂1.5%,硅0.7%,錳0.45%,鈧0.04%,鋯0.03%,鉺0.03%,鑭0.04%,釔0.02%,鈰0.02%,鈦0.05%,硼0.09%,余量為鋁。
(1)按照所述鋁合金型材中各元素組成的質量百分比對各元素進行配料;將余量鋁投入熔煉爐在770℃下進行熔煉,熔化后攪拌25min,檢測合金成分并調整;
(2)將步驟(1)所得到的合金混合熔液進行過濾,過濾掉合金混合熔液所混有的未熔化的雜質,得到相對純凈的合金混合熔液;
(3)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術,鋁液出爐溫度為740℃,鑄造溫度為675℃,鑄造速度為95mm/min,冷卻水壓為0.4MPa,冷卻水進水口溫度不高于25℃,出水口水溫不高于45℃;得到鋁合金鑄錠;
(5)擠壓成型:將擠壓模具預熱到450℃,模筒預熱到410℃,將步驟(3)得到的鋁合金鑄錠送入模筒中,將模筒放入擠壓模具內,以擠壓壓力為115N/mm2、擠壓速度為0.55m/s進行擠壓,得到厚度為35mm的鋁合金型材;
(6)將步驟(5)中擠壓出來的鋁合金型材緩慢通過水溫為53℃的水槽內進行淬火處理,隨后進行校直處理,得到成品鋁合金型材;將成品鋁合金型材放入退火爐中,設定溫度為85℃,保溫13h,再設定溫度為175℃,保溫8h,然后設定溫度為70℃,保溫16h,空冷至室溫后再設定溫度為100℃,保溫10h,空冷至室溫,經表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
以上對本發(fā)明的三個實施例進行了詳細說明,但所述內容僅為本發(fā)明的較佳實施例,不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等,均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內。
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