一种高力学性能的铝合金型材热处理方法与流程

[0001]
本发明专利属于金属材料技术领域，特别是一种高力学性能的铝合金型材热处理方法。


背景技术：

[0002]
本发明涉及铝合金属于 al-m g-si 系列合金，具有良好的机械加工性能,具有中等强度、良好的焊接性能和耐腐蚀性，被广泛应用于交通运输和结构工程工业，所以对它的力学性能有较高的要求。合金的主要强化方法是第二相强化，主要强化相是mg2si，所以是可以通过热处理强化的合金。合金中强化相的数量、大小、形状和分布是都会影响合金强度。需要一种热处理方法，有效避免合金力学性能不足引起不必要的型材报废。


技术实现要素：

[0003]
本发明所解决的技术问题在于提供一种热处理方法，有效避免合金力学性能不足引起不必要的型材报废。
[0004]
本发明采用的技术方案为：一种高力学性能的铝合金型材热处理方法，其特征在于，该方法包括电磁感应梯度加热、固溶处理、时效处理，具体包括以下步骤：1）电磁感应梯度加热：将常温铝合金圆铸锭进行电磁感应梯度加热；2）固溶处理：将1）步骤处理过的铝合金圆铸锭进行挤压和固溶处理，型材出模具口温度520-540℃；3）将2）步骤处理的铝合金型材冷却后，在温度180-185℃下进行时效处理。
[0005]
电磁感应梯度加热时间8-10min，然后由机械手抓取送至挤压筒进行挤压。
[0006]
梯度加热温度为450-440-430-410℃或453-441-431-410℃或453-443-433-411℃或454-439-427-408℃。
[0007]
固溶处理的冷却速度大于250℃/min，后转入时效工序。
[0008]
时效处理保温时间6-7h，随后出炉进行硬度及力学性能检测。
[0009]
所述铝合金型材包含如下重量组分：硅0.58~0.66%，镁0.91~0.99%，铁≤0.35%，锰≤0.15%，铜0.15~0.20%，锌≤0.05%，铬0.04~0.10%，钛≤0.15%，余量为铝，各组分的重量百分比总和为100%。
[0010]
本发明采用组合热处理方法的有益效果为: 提高了挤压速度和生产效率，避免型材出现较多的显微裂纹，从而破坏基体的连续性。产品力学性能高于同类产品，经本热处理方法处理后型材抗拉强度≥290 mpa、非比例延伸强度≥250 mpa、断后延伸率a
50
≥8.0%。
具体实施方式
[0011]
本发明公开一种高力学性能的铝合金型材热处理方法，该方法包括电磁感应梯度加热、固溶处理、时效处理，具体包括以下步骤：1）电磁感应梯度加热：将常温铝合金圆铸锭在450-440-430-410℃下进行电磁感应梯
度加热，采用常温短铝合金圆铸锭（1290mm）。
[0012]
2）固溶处理：将1）步骤处理过的铝合金圆铸锭进行挤压和固溶处理，型材出模具口温度520-540℃。
[0013]
3）将2）步骤处理的铝合金型材冷却后，在温度180-185℃下进行时效处理。
[0014]
电磁感应梯度加热时间8-10min，然后由机械手抓取送至挤压筒进行挤压。
[0015]
固溶处理的冷却速度大于250℃/min，后转入时效工序。
[0016]
时效处理保温时间6-7h，随后出炉进行硬度及力学性能检测。
[0017]
所述铝合金型材包含如下重量组分：硅0.58~0.66%，镁0.91~0.99%，铁≤0.35%，锰≤0.15%，铜0.15~0.20%，锌≤0.05%，铬0.04~0.10%，钛≤0.15%，余量为铝，各组分的重量百分比总和为100%。
[0018]
实施例1：本实施例中铝合金是6系铝合金，且包含如下重量组分：硅0.626%，镁0.961%，铁≤0.173%，锰≤0.019%，铜0.175%，锌≤0.026%，铬0.047%，钛≤0.019%，余量为铝。
[0019]
首先是将均质铝合金圆铸锭在梯度加热炉内加热，温度设置为453-441-431-410℃，温度达到后即可用机械手送至挤压筒，快速加热有效保正均值状态的内部组织，避免了弥散析出的mg2si点状组织数量。其次，挤压速度在8.5-9.0 mm/s，型材出口温度测量值为525℃，以大于250℃/min速度进行水冷+风冷进行固溶处理，获得最佳的合金元素和强化相的固溶，合金中大量的空位被“固定”晶体内。固溶温度越高，空位浓度越大、gp区数量增加且尺寸小，冷却速度越大，固溶体内固定的空位越多，gp区数量增加且尺寸小。时效时溶质通过空位机制扩散，富集和形成沉淀相，提高时效处理效率。最后，在185℃条件下保温6小时，随着时效热处理进行，固溶体过饱和浓度减少，形成了有序的gp和过渡相，与母体保持共格关系，有效阻碍了金属晶体的变形，因而大大提高了金属的强度。最终检测挤出型材力学性能指标为：r
m
=292mpa ；r
p0.2
=274mpa；a
50 =8.5%。
[0020]
实施例2：本实施例中铝合金是6系铝合金，且包含如下重量组分：硅0.633%，镁0.950%，铁≤0.157%，锰≤0.054%，铜0.159%，锌≤0.019%，铬0.049%，钛≤0.040%，余量为铝。
[0021]
首先是将均质铝合金圆铸锭在梯度加热炉内加热，温度设置为453-443-433-411℃，温度达到后即可用机械手送至挤压筒，快速加热有效保正均值状态的内部组织，避免了弥散析出的mg2si点状组织数量。其次，挤压速度在9.0 mm/s，型材出口温度测量值为528℃，以大于250℃/min速度进行水冷+风冷进行固溶处理，获得最佳的合金元素和强化相的固溶，合金中大量的空位被“固定”晶体内。固溶温度越高，空位浓度越大、gp区数量增加且尺寸小，冷却速度越大，固溶体内固定的空位越多，gp区数量增加且尺寸小。时效时溶质通过空位机制扩散，富集和形成沉淀相，提高时效处理效率。最后，在185℃条件下保温6小时，随着时效热处理进行，固溶体过饱和浓度减少，形成了有序的gp和过渡相，与母体保持共格关系，有效阻碍了金属晶体的变形，因而大大提高了金属的强度。最终检测挤出型材力学性能指标为：r
m
=295mpa ；r
p0.2
=275mpa；a
50 =8.5%。
[0022]
实施例3：本实施例中铝合金是6系铝合金，且包含如下重量组分：硅0.633%，镁0.987%，铁≤0.178%，锰≤0.018%，铜0.190%，锌≤0.029%，铬0.062%，钛≤0.026%，余量为铝。
[0023]
首先是将均质铝合金圆铸锭在梯度加热炉内加热，温度设置为454-439-427-408℃，温度达到后即可用机械手送至挤压筒，快速加热有效保正均值状态的内部组织，避免了弥散析出的mg2si点状组织数量。其次，挤压速度在9.0 mm/s，型材出口温度测量值为530℃，以大于250℃/min速度进行水冷+风冷进行固溶处理，获得最佳的合金元素和强化相的固溶，合金中大量的空位被“固定”晶体内。固溶温度越高，空位浓度越大、gp区数量增加且尺寸小，冷却速度越大，固溶体内固定的空位越多，gp区数量增加且尺寸小。时效时溶质通过空位机制扩散，富集和形成沉淀相，提高时效处理效率。最后，在185℃条件下保温6小时，随着时效热处理进行，固溶体过饱和浓度减少，形成了有序的gp和过渡相，与母体保持共格关系，有效阻碍了金属晶体的变形，因而大大提高了金属的强度。最终检测挤出型材力学性能指标为：r
m
=299mpa ；r
p0.2
=277mpa；a
50 =8.0%。
[0024]
本发明是根据现有技术不能提供强度较高产品的不足，所提出的铝合金圆铸锭梯度加热、固溶处理、时效处理相结合热处理方法。铝合金圆铸锭电磁感应梯度加热可以有效避免燃气棒炉缓慢加热而引起的回火热处理过程，使得铝合金圆铸锭内部组织保留了均质冷却时淬火状态，固溶处理有利于合金元素和强化项与基体的均匀结合、形成空位，为时效处理过程中溶质扩散、富集形成强化项提供基础，从而优化铝型材在强度、断裂韧性等方面的力学性能，满足市场使用需求。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除