一种铝合金铸棒的制备工艺pdf

　　本发明提供一种铝合金铸棒的制备工艺，包括如下步骤：采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到400～430℃后输送至挤压筒内，挤压筒的温度为400～420℃，挤压速度为0.5～1mm/s；在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为480～510℃，固溶保温时间大于45分钟；将型材矫直，并在尾部取样做组织检测；将矫直的型材进行36～60h的自然时效处理；在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。本发明修改优化现有的合金生产工艺，使得铝合金挤压棒材获得良好的力学性能及很浅

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113684405 A (43)申请公布日 2021.11.23 (21)申请号 2.9 (22)申请日 2021.09.02 (71)申请人 河南中多铝镁新材有限公司 地址 463000 河南省驻马店市产业集聚区 中原大道南段路东 (72)发明人 崔清磊王满意 (74)专利代理机构 郑州银河专利代理有限公司 41158 代理人 安申涛 (51)Int.Cl. C22C 21/16 (2006.01) C22C 21/18 (2006.01) C22F 1/057 (2006.01) B21C 23/08 (2006.01) 权利要求书1页 说明书5页 (54)发明名称 一种铝合金铸棒的制备工艺 (57)摘要 本发明提供一种铝合金铸棒的制备工艺，包 括如下步骤：采用卧式正向挤压机对铝合金铸件 进行挤压，将铝棒加热到400～430℃后输送至挤 压筒内，挤压筒的温度为400～420℃，挤压速度 为0.5～1mm/s；在挤压棒材头端打孔、固定，装入 立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为480～510 ℃，固溶保温时间大于45分钟；将型材矫直，并在 尾部取样做组织检测；将矫直的型材进行36～ 60h的自然时效处理；在型材的头、尾部取样进行 力学性能测试。本发明修改优化现有的合金生产 工艺，使得铝合金挤压棒材获得良好的力学性能 及很浅的粗晶环。 A 5 0 4 4 8 6 3 1 1 N C CN 113684405 A 权利要求书 1/1页 1.一种铝合金铸棒的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤： 采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到400～430℃后输送至挤压 筒内，挤压筒的温度为400～420℃，挤压速度为0.5～1mm/s； 在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为480～510℃， 固溶保温时间大于45分钟； 将型材矫直，并在尾部取样做组织检测； 将矫直的型材进行36～60h的自然时效处理； 在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。 2.如权利要求1所述的铝合金铸棒的制备工艺，其特征在于：铝合金铸棒的化学成分满 足以下条件：以质量百分比计算，硅≤0.5%、铁≤0.5%、铜3.8～4.9%、锰0.3～0.9%、镁1.2～ 1.8%、锌≤0.3%、镍≤0.5%、钛≤0.15%，余者为铝。 3.如权利要求2所述的铝合金铸棒的制备工艺，其特征在于：铝合金铸棒的化学成分满 足以下条件：以质量百分比计算，硅0.129%、铁0.188%、铜4.34%、锰0.566%、镁1.55%、锌 0.13%、镍0.102%、钛0.06%，余者为铝。 4.如权利要求1所述的铝合金铸棒的制备工艺，其特征在于：铝合金铸件的挤压系数为 20.89。 5.如权利要求1所述的铝合金铸棒的制备工艺，其特征在于：卧式正向挤压机的模具采 用的导流板宽度不大于30mm或无导流板。 6.如权利要求1所述的铝合金铸棒的制备工艺，其特征在于：淬火的方式采用水淬。 2 2 CN 113684405 A 说明书 1/5页 一种铝合金铸棒的制备工艺 技术领域 [0001] 本发明涉及铝合金加工工艺技术领域，具体涉及一种铝合金铸棒的制备工艺。 背景技术 [0002] 2A12铝合金是一种典型的高强度Al‑Cu‑Mg系铝合金，广泛用作军工和民用结构 件，但是，该合金正向挤压制品经淬火后极易产生粗晶环缺陷。长期的生产实践验证表明， 2A12铝合金制品粗晶环深度很难控制。产生于铝合金挤压制品表层呈环形或月牙状的粗晶 环，其晶粒尺寸姣正常区域的可能增大数倍，显著降低材料的力学性能、焊接性能、可切削 性，从而限制了2A12铝合金挤压制品的广泛应用。 [0003] 国内外学者对于2A12铝合金的热处理工艺、力学性能方面的较多研究。但对于 2A12铝合金的挤压棒材粗晶环问题，如何从整个生产流程上进行有效控制的系统性研究， 目前报道不多。 发明内容 [0004] 有鉴于此，本发明提供一种铝合金铸棒的制备工艺，修改优化现有的合金生产工 艺，使得铝合金挤压棒材获得良好的力学性能及很浅的粗晶环。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种铝合金铸棒的制备工艺，包括如下步骤： 采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到400～430℃后输送至 挤压筒内，挤压筒的温度为400～420℃，挤压速度为0.5～1mm/s； 在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为480～510 ℃，固溶保温时间大于45分钟； 将型材矫直，并在尾部取样做组织检测； 将矫直的型材进行36～60h的自然时效处理； 在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。 [0006] 进一步的，铝合金铸棒的化学成分满足以下条件：以质量百分比计算，硅≤0.5%、 铁≤0.5%、铜3.8～4.9%、锰0.3～0.9%、镁1.2～1.8%、锌≤0.3%、镍≤0.5%、钛≤0.15%，余者 为铝。 [0007] 进一步的，铝合金铸棒的化学成分满足以下条件：以质量百分比计算，硅0.129%、 铁0.188%、铜4.34%、锰0.566%、镁1.55%、锌0.13%、镍0.102%、钛0.06%，余者为铝。 [0008] 进一步的，铝合金铸件的挤压系数为20.89。 [0009] 进一步的，卧式正向挤压机的模具采用的导流板宽度不大于30mm或无导流板。 [0010] 进一步的，淬火的方式采用水淬。 [0011] 本发明的上述技术方案的有益效果如下： 1、大大提高铝合金棒材的抗拉强度以及屈服强度，使得抗拉强度达到488Mpa，屈 服强度达到349Mpa。 [0012] 2、粗晶环的厚度≤0.4mm的合格品更多，显著提高铝合金棒材的力学性能和抗疲 3 3 CN 113684405 A 说明书 2/5页 劳性能，表面更加光滑且利于后续加工。 [0013] 3、铝合金棒材挤压成型废料长度大大降低，提高了生产的效率且生产固定单位铝 合金棒材耗费的人力物力大大降低。 具体实施方式 [0014] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例， 对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0015] 实施例一 本实施例提供了一种铝合金铸棒的制备工艺，包括如下步骤： 采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到415℃后输送至挤压 筒内，挤压筒的温度为410℃，挤压速度为0.75mm/s； 在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为495℃，固 溶保温时间大于45分钟； 将型材矫直，并在尾部取样做组织检测； 将矫直的型材进行48h的自然时效处理； 在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。 [0016] 铝合金铸棒的化学成分满足以下条件：以质量百分比计算，硅0.129%、铁0.188%、 铜4.34%、锰0.566%、镁1.55%、锌0.13%、镍0.102%、钛0.06%，余者为铝。 [0017] 铝合金铸件的挤压系数为20.89。 [0018] 卧式正向挤压机的模具无导流板。 [0019] 淬火的方式采用水淬。 [0020] 实施例二 本实施例提供了一种铝合金铸棒的制备工艺，包括如下步骤： 采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到410℃后输送至挤压 筒内，挤压筒的温度为405℃，挤压速度为0.6mm/s； 在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为490℃，固 溶保温时间大于45分钟； 将型材矫直，并在尾部取样做组织检测； 将矫直的型材进行48h的自然时效处理； 在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。 [0021] 铝合金铸棒的化学成分满足以下条件：以质量百分比计算，硅0.129%、铁0.188%、 铜4.34%、锰0.566%、镁1.55%、锌0.13%、镍0.102%、钛0.06%，余者为铝。 [0022] 铝合金铸件的挤压系数为20.89。 [0023] 卧式正向挤压机的模具无导流板。 [0024] 淬火的方式采用水淬。 [0025] 实施例三 本实施例提供了一种铝合金铸棒的制备工艺，包括如下步骤： 4 4 CN 113684405 A 说明书 3/5页 采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到420℃后输送至挤压 筒内，挤压筒的温度为415℃，挤压速度为0.9mm/s； 在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为500℃，固 溶保温时间大于45分钟； 将型材矫直，并在尾部取样做组织检测； 将矫直的型材进行48h的自然时效处理； 在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。 [0026] 铝合金铸棒的化学成分满足以下条件：以质量百分比计算，硅0.129%、铁0.188%、 铜4.34%、锰0.566%、镁1.55%、锌0.13%、镍0.102%、钛0.06%，余者为铝。 [0027] 铝合金铸件的挤压系数为20.89。 [0028] 卧式正向挤压机的模具无导流板。 [0029] 淬火的方式采用水淬。 [0030] 实施例一至实施例三对工艺条件进行调整，最终棒材在头、尾部取样进行力学性 能测试。金相组织使用MR3000金相显微镜进行观察，腐蚀溶液为NaOH试剂，使用WDW‑100力 学性能试验机对棒材进行力学性能测试。按照GB/T6892‑2015标准进行检测，力学性能如 下： 实施例四 本实施例提供了一种铝合金铸棒的制备工艺，包括如下步骤： 采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到415℃后输送至挤压 筒内，挤压筒的温度为410℃，挤压速度为0.75mm/s； 在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为495℃，固 溶保温时间大于45分钟； 将型材矫直，并在尾部取样做组织检测； 将矫直的型材进行48h的自然时效处理； 在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。 [0031] 铝合金铸棒的化学成分满足以下条件：以质量百分比计算，硅0.129%、铁0.188%、 铜4.34%、锰0.566%、镁1.55%、锌0.13%、镍0.102%、钛0.06%，余者为铝。 [0032] 铝合金铸件的挤压系数为20.89。 [0033] 卧式正向挤压机的模具采用的导流板宽度为30mm。 [0034] 淬火的方式采用水淬。 [0035] 实施例五 本实施例提供了一种铝合金铸棒的制备工艺，包括如下步骤： 5 5 CN 113684405 A 说明书 4/5页 采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到415℃后输送至挤压 筒内，挤压筒的温度为410℃，挤压速度为0.75mm/s； 在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为495℃，固 溶保温时间大于45分钟； 将型材矫直，并在尾部取样做组织检测； 将矫直的型材进行48h的自然时效处理； 在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。 [0036] 铝合金铸棒的化学成分满足以下条件：以质量百分比计算，硅0.129%、铁0.188%、 铜4.34%、锰0.566%、镁1.55%、锌0.13%、镍0.102%、钛0.06%，余者为铝。 [0037] 铝合金铸件的挤压系数为20.89。 [0038] 卧式正向挤压机的模具采用的导流板宽度为15mm。 [0039] 淬火的方式采用水淬。 [0040] 实施例一、实施例四、实施例五对同一工艺制度不同模具结构条件下的力学性能 进行检测，最终棒材在头、尾部取样进行力学性能测试。金相组织使用MR3000金相显微镜进 行观察，腐蚀溶液为NaOH试剂，使用WDW‑100力学性能试验机对棒材进行力学性能测试。按 照GB/T6892‑2015标准进行检测，力学性能如下：   抗拉强度（Mpa） 屈服强度（Mpa） 延伸率 （粗晶环≤0.4mm）废料长度（m） 实施例一 488 349 13% 0.75 实施例四 432 323 16% 1.4 实施例五 456 341 15% 1.1 实施例六 本实施例提供了一种铝合金铸棒的制备工艺，包括如下步骤： 采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到415℃后输送至挤压 筒内，挤压筒的温度为410℃，挤压速度为0.75mm/s； 在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为495℃，固 溶保温时间大于45分钟； 将型材矫直，并在尾部取样做组织检测； 将矫直的型材进行48h的自然时效处理； 在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。 [0041] 铝合金铸棒的化学成分满足以下条件：以质量百分比计算，硅0.136%、铁0.192%、 铜4.01%、锰0.423%、镁1.29%、锌0.13%、镍0.114%、钛0.06%，余者为铝。 [0042] 铝合金铸件的挤压系数为20.89。 [0043] 卧式正向挤压机的模具无导流板。 [0044] 淬火的方式采用水淬。 [0045] 实施例七 本实施例提供了一种铝合金铸棒的制备工艺，包括如下步骤： 采用卧式正向挤压机对铝合金铸件进行挤压，将铝棒加热到415℃后输送至挤压 筒内，挤压筒的温度为410℃，挤压速度为0.75mm/s； 在挤压棒材头端打孔、固定，装入立式淬火炉进行淬火处理，固溶温度为495℃，固 6 6 CN 113684405 A 说明书 5/5页 溶保温时间大于45分钟； 将型材矫直，并在尾部取样做组织检测； 将矫直的型材进行48h的自然时效处理； 在型材的头、尾部取样进行力学性能测试。 [0046] 铝合金铸棒的化学成分满足以下条件：以质量百分比计算，硅0.123%、铁0.185%、 铜4.78%、锰0.796%、镁1.74%、锌0.15%、镍0.998%、钛0.06%，余者为铝。 [0047] 铝合金铸件的挤压系数为20.89。 [0048] 卧式正向挤压机的模具无导流板。 [0049] 淬火的方式采用水淬。 [0050] 实施例一、实施例六、实施例七对同一工艺制度不同成分配方条件下的力学性能 进行检测，最终棒材在头、尾部取样进行力学性能测试。金相组织使用MR3000金相显微镜进 行观察，腐蚀溶液为NaOH试剂，使用WDW‑100力学性能试验机对棒材进行力学性能测试。按 照GB/T6892‑2015标准进行检测，力学性能如下： 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。 7 7

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