專利名稱：一種180鋁合金型材的制造方法
技術領域：
本發明涉及鋁合金型材的制造方法。
背景技術：
Al-Mg系鋁合金為非熱處理強化型鋁合金，具有很多缺點1、由于鎂是合金的主要組成元素，鑄錠裂紋傾向大，易形成氧化物，熔鑄時Mg易燒損，合金成分配比難控制，致使合金鑄錠強度不穩定；2、由于沉淀項形核困難，核心少，沉淀項尺寸大，時效效果差，因而合金屈服強度低，通常僅為160 200Mpa，抗拉強度偏低，通常僅為310Mpa，延伸率低，僅為16. OA ;3、鎂優先呈陽極項Mg5Al8或Mg5Al3在晶界沉淀，從而使合金有產生晶間裂紋及應力腐蝕的傾向，防腐性能差；4、雜質含量大，塑性差。180鋁合金是在Al-Mg系非熱處理強化型鋁合金基礎上，添加適量的Mn、Cr、Ti和 Be元素并嚴格控制Fe + Si雜質含量而發展的一種新合金。該合金具有中等的室溫強度，良好的耐海水腐蝕性能和焊接性能等綜合特點，主要用在船舶領域，是制造船體結構及軍艦雷達等的理想材料，對海上船舶軍工業的發展有促進作用。
發明內容
本發明是要解決現有方法制備的鋁合金型材存在的合金鑄錠強度不穩定、屈服強度低、抗拉強度偏低、延伸率低、防腐性能差及塑性差的技術問題，從而提供一種180鋁合金型材的制造方法。本發明的一種180鋁合金型材的制造方法按以下步驟進行一、按各元素質量百分比為 Mg :4.70% 5. 50 %、Mn :0· 50 % 1.00%、Cr O. 05 % O. 20 %、Ti 0. 03 O. 15 %、Be 0. 0001 % O. 0015 %, Zn ^ O. 25 %, Cu (O. 10%,Fe+Si O. 40%、單個雜質< O. 05%、合計雜質< O. 15%和余量的Al，分別
稱取純招徒、續徒、招猛中間合金、招絡中間合金、招欽砸中間合金和招被中間合金；二、將步驟一稱取的金屬加入到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為700 750°C，熔煉時間為3 5h，得到鋁合金熔液；三、將步驟二中所得到的鋁合金熔液在鑄造溫度為715°C 730°C、鑄造速度為20 85mm/min的條件下進行鑄造，得到鋁合金圓鑄錠；四、將步驟三中得到的鋁合金圓鑄錠冷卻、切短后，放置在退火爐里加熱到460 4800C，并保溫24h，出爐空冷，進行均勻化退火；五、將步驟四中經過均勻化退火的鋁合金圓鑄錠放置在空氣加熱爐中加熱，加熱溫度達到400 450°C后保溫3h，再通過提前預熱的工模具熱擠壓成型，得到熱擠壓成型的鋁合金型材；六、將步驟五的熱擠壓成型的鋁合金型材通過張力矯直、切頭尾、輥矯及人工矯直，得到180鋁合金型材。本發明包括以下效果
I、本發明制備的180合金是在Al-Mg系非熱處理強化型鋁合金基礎上，添加適量的Mn、Cr、Ti和Be元素并嚴格控制Fe + Si雜質含量而發展的一種合金；2、本發明制備的180合金加入Mn，可使鎂沉淀項均勻，提高合金的抗蝕性，特別是抗應力腐蝕開裂的能力，不但提高合金強度的效果比鎂的大，而且能確保合金具有更高的穩定性，向鋁中每增加1% Mg，可使強度提高約35MPa，而加入同量的錳則可使強度提高約65 70MPa，效果幾乎大一倍；提高合金的再結晶溫度，阻止晶粒粗化；錳含量在1%以下可使Mg在基體中的溶解度降低，減少裂紋傾向 性；3、本發明制備的180合金中Cr的作用與Mn的相似，提高抗應力腐蝕開裂能力，提高基體金屬和焊縫質量，降低焊接裂紋傾向，但其含量不超過O. 35 %，就強化效果來說，Cr不如Mn，若兩元素同時加入，其效果比單一加入的大；4、本發明制備的180合金中加入Be，能降低鑄錠的裂紋傾向，同時減少鎂的燒損，并且還能減少在加熱過程中材料表面形成的氧化物；5、本發明制備的180合金中加入少量的Ti，主要是細化晶粒；6、本發明制備的180合金中加入的Fe + Si雜質含量小于O. 4%，可增強合金的塑性。7、本發明制備的180合金的綜合性能抗拉強度為310 380MPa，屈服強度為200 236MPa,延伸率為 16. O 20. 0A。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式中一種180鋁合金型材的制造方法是按以下步驟進行的一、按各元素質量百分比為 Mg :4.70% 5. 50 %、Mn :0· 50 % 1.00%、Cr O. 05 % O. 20 %、Ti 0. 03 O. 15 %、Be 0. 0001 % O. 0015 %, Zn ^ O. 25 %, Cu (O. 10%,Fe+Si O. 40%、單個雜質< O. 05%、合計雜質< O. 15%和余量的Al，分別
稱取純招徒、續徒、招猛中間合金、招絡中間合金、招欽砸中間合金和招被中間合金；二、將步驟一稱取的金屬加入到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為700 750°C，熔煉時間為3 5h，得到鋁合金熔液；三、將步驟二中所得到的鋁合金熔液在鑄造溫度為715°C 730°C、鑄造速度為20 85mm/min的條件下進行鑄造，得到鋁合金圓鑄錠；四、將步驟三中得到的鋁合金圓鑄錠冷卻、切短后，放置在退火爐里加熱到460 4800C，并保溫24h，出爐空冷，進行均勻化退火；五、將步驟四中經過均勻化退火的鋁合金圓鑄錠放置在空氣加熱爐中加熱，加熱溫度達到400 450°C后保溫3h，再通過提前預熱的工模具熱擠壓成型，得到熱擠壓成型的鋁合金型材；六、將步驟五的熱擠壓成型的鋁合金型材通過張力矯直、切頭尾、輥矯及人工矯直，得到180鋁合金型材。本實施方式包括以下效果I、本實施方式制備的180合金是在Al-Mg系非熱處理強化型鋁合金基礎上，添加適量的Mn、Cr、Ti和Be元素并嚴格控制Fe + Si雜質含量而發展的一種新合金；
2、本實施方式制備的180合金加入Mn，可使鎂沉淀項均勻，提高合金的抗蝕性，特別是抗應力腐蝕開裂的能力，不但提高合金強度的效果比鎂的大，而且能確保合金具有更高的穩定性，向鋁中每增加1% Mg，可使強度提高約35MPa，而加入同量的錳則可使強度提高約65 70Mpa，效果幾乎大一倍；提高合金的再結晶溫度，阻止晶粒粗化；錳含量在1%以下可使Mg在基體中的溶解度降低，減少裂紋傾向性；3、本實施方式制備的180合金中Cr的作用與Mn的相似，提高抗應力腐蝕開裂能力，提高基體金屬和焊縫質量，降低焊接裂紋傾向，但其含量不超過0.35%，就強化效果來說，Cr不如Mn，若兩元素同時加入，其效果比單一加入的大；4、本實施方式制備的180合金中加入Be，能降低鑄錠的裂紋傾向，同時減少鎂的燒損，并且還能減少在加熱過程中材料表面形成的氧化物；5、本實施方式制備的180合金中加入少量的Ti，主要是細化晶粒；
6、本實施方式制備的180合金中加入的Fe + Si雜質含量小于O. 4%，可增強合金的塑性。7、本實施方式制備的180合金的綜合性能抗拉強度為310 380Mpa，屈服強度為200 236Mpa,延伸率為16. O 20. 0A。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中熔煉溫度為750°C,熔煉時間為5h。其它與具體實施方式
一相同.具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟三中鋁合金圓鑄錠的鑄造溫度為720 V，鑄造速度為30 50mm/min。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是步驟四中將鋁合金圓鑄錠放置在退火爐里加熱到465 475°C。其它與具體實施方式
一至三之一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟五中鋁合金圓鑄錠的加熱溫度達到420 440°C。其它與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是步驟五中工模具預熱溫度為450 500°C，保溫2h。其它與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是步驟六中鋁合金圓鑄錠精整中張力矯直的拉伸率為2 3%,其它與具體實施方式
一至六之一相同。通過以下試驗驗證本發明的有益效果試驗一本試驗的一種180鋁合金型材的制造方法是按以下方法實現一、按180鋁合金型材中各元素質量百分比為Mg 5. 00%,Mn 0. 9%,Cr 0. 10%,Ti 0. 10%, Be 0. 0008%, Zn 0. 20%, Cu 0. 10%,Fe+Si :0. 35%、單個雜質0. 04%、合計雜質0. 13%和余量比例的Al，分別稱取純鋁錠、鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鈦硼中間合金、鋁鈹中間合金、高鎂合金一級廢料；二、將步驟一稱取的金屬加入到熔煉爐中進行熔煉，在750°C溫度下熔煉5h，得到鋁合金熔液；三、將步驟二中所得到的鋁合金溶液在鑄造溫度為720°C、鑄造速度為45mm/min的條件下進行鑄造，得到鋁合金圓鑄錠；四、將步驟三中得到的鋁合金圓鑄錠冷卻、切短后，放置在退火爐里加熱到470°C，并保溫24h，出爐空冷，進行均勻化退火；
五、將步驟四中經過均勻化退火的鋁合金圓鑄錠放置在空氣加熱爐中加熱，加熱溫度達到440°C后保溫3h，再通過在450°C溫度下提前預熱2h的工模具熱擠壓成型，得到熱擠壓成型的鋁合金型材；六、將步驟五的熱擠壓成型的鋁合金型材通過拉伸率為2 3%的張力矯直、切頭尾、輥矯及手矯工藝精整，得到180鋁合金型材。本試驗制備的180鋁合金型材的抗拉強度為325Rm,，屈服強度為220Rro.2，延伸率為 18A ；本試驗制備的180鋁合金型材加入Mn，可使鎂沉淀項均勻，提高合金的抗蝕性，特別是抗應力腐蝕開裂的能力，不但提高合金強度的效果比鎂的大，而且能確保合金具有更聞的穩定性；本試驗制備的180鋁合金型材中加入的Fe + Si雜質含量小于O. 4%，可增強合金的塑性。 試驗二 本試驗的一種180鋁合金型材的制造方法是按以下方法實現一、按180鋁合金型材中各元素質量百分比為Mg :5. 10 %、Mn :0. 91 %、Cr :O. 12%, Ti 0. 072 %、Be 0. 0006 %、Zn 0. 15%, Cu 0. 05 %、Fe+Si :0. 23 %、單個雜質O. 03%、合計雜質0. 12%和余量比例的Al，分別稱取純鋁錠、鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鈦硼中間合金、鋁鈹中間合金、高鎂合金一級廢料；二、將步驟一稱取的金屬加入到熔煉爐中進行熔煉，在750°C溫度下熔煉5h，得到鋁合金熔液；三、將步驟二中所得到的鋁合金溶液在鑄造溫度為720°C、鑄造速度為50mm/min的條件下進行鑄造，得到鋁合金圓鑄錠；四、將步驟三中得到的鋁合金圓鑄錠冷卻、切短后，放置在退火爐里加熱到470°C，并保溫24h，出爐空冷，進行均勻化退火；五、將步驟四中經過均勻化退火的鋁合金圓鑄錠放置在空氣加熱爐中加熱，加熱溫度達到440°C后保溫3h，再通過在450°C溫度下提前預熱2h的工模具熱擠壓成型，得到熱擠壓成型的鋁合金型材；六、將步驟五的熱擠壓成型的鋁合金型材通過拉伸率為2 3%的張力矯直、切頭尾、輥矯及手矯工藝精整，得到180鋁合金型材。本試驗制備的180鋁合金型材的抗拉強度為360Rm,，屈服強度為225Rro.2，延伸率為 19A ；本試驗制備的180鋁合金型材加入Mn，可使鎂沉淀項均勻，提高合金的抗蝕性，特別是抗應力腐蝕開裂的能力，不但提高合金強度的效果比鎂的大，而且能確保合金具有更聞的穩定性；本試驗制備的180鋁合金型材中加入的Fe + Si雜質含量小于O. 4%，可增強合金的塑性。
權利要求
1.ー種180鋁合金型材的制造方法，其特征在于180鋁合金型材的制造方法按以下歩驟進行 一、按各元素質量百分比為Mg :4. 70% 5. 50%, Mn :0. 50% I. 00%, Cr :0. 05% 0.20%,Ti :0. 03 0. 15%,Be :0. 0001% 0. 0015%,Zn .く 0. 25%,Cu .く 0. 10%,Fe +Si 0. 40%、單個雜質<0. 05%、合計雜質<0. 15%和余量的Al，分別稱取純鋁錠、鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁鈦硼中間合金、和鋁鈹中間合金； ニ、將步驟一稱取的金屬加入到熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為700 750°C，熔煉時間為3 5h，得到鋁合金熔液； 三、將步驟ニ中所得到的鋁合金熔液在鑄造溫度為715°C 730°C、鑄造速度為20 85mm/min的條件下進行鑄造,得到招合金圓鑄錠； 四、將步驟三中得到的鋁合金圓鑄錠冷卻、切短后，放置在退火爐里加熱到460 4800C，并保溫24h，出爐空冷，進行均勻化退火； 五、將步驟四中經過均勻化退火的鋁合金圓鑄錠放置在空氣加熱爐中加熱，加熱溫度達到400 450°C后保溫3h，再通過提前預熱的エ模具熱擠壓成型，得到熱擠壓成型的鋁合金型材； 六、將步驟五的熱擠壓成型的鋁合金型材通過張カ矯直、切頭尾、輥矯及人工矯直，得到180鋁合金型材。
2.根據權利要求I所述的ー種180鋁合金擠壓型材的制造方法，其特征在于步驟ニ中熔煉溫度為750°C，熔煉時間為5h。
3.根據權利要求I所述的ー種180鋁合金擠壓型材的制造方法，其特征在于步驟三中鋁合金圓鑄錠的鑄造溫度為720°C，鑄造速度為30 50mm/min。
4.根據權利要求I所述的ー種180鋁合金擠壓型材的制造方法，其特征在于步驟四中將鋁合金圓鑄錠放置在退火爐里加熱到465 475°C。
5.根據權利要求I所述的ー種180鋁合金擠壓型材的制造方法，其特征在于步驟五中鋁合金圓鑄錠的加熱溫度達到420 440°C。
6.根據權利要求I所述的ー種180鋁合金擠壓型材的制造方法，其特征在于步驟五中エ模具預熱溫度為450 500°C，保溫2h。
7.根據權利要求I所述的ー種180鋁合金擠壓型材的制造方法，其特征在于步驟六中鋁合金圓鑄錠精整中張カ矯直的拉伸率為2 3%。
全文摘要
一種180鋁合金型材的制造方法，它涉及鋁合金型材的制造方法。本發明是要解決現有方法制備的鋁合金型材存在的合金鑄錠強度不穩定、屈服強度低、抗拉強度偏低、延伸率低、防腐性能差及塑性差的技術問題。本發明的制備方法如下一、稱取原材料；二、制備鋁合金熔液；三、制備鋁合金圓鑄錠；四、進行均勻化退火；五、制備熱擠壓成型的鋁合金型材；六、制備180鋁合金型材。本發明制備的180鋁合金型材的抗拉強度為310～380MPa，屈服強度為200～236MPa，延伸率為16.0～20.0A，可作為船體結構及軍艦雷達等的理想材料應用于船舶領域。
文檔編號C22C1/03GK102796924SQ20121033408
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者張燕飛, 劉科研, 劉記偉, 王國軍, 高新宇, 潘哲, 馬琳 申請人:東北輕合金有限責任公司