專利名稱：一種6系高強(qiáng)度鋁合金及型材制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金領(lǐng)域，尤其涉及一種6系高強(qiáng)度鋁合金及型材制造方法。
背景技術(shù)：
6系鋁合金是熱處理型合金，具有較好的強(qiáng)度和耐蝕性，常用來做建筑材料。其中， 6005合金還具有優(yōu)異的擠壓性能，可以擠壓成各種形狀復(fù)雜的大型薄壁空心、實(shí)心型材。
比如，目前市場上常用到的T6狀態(tài)6005合金，其成份的質(zhì)量百分含量如下Si O. 50-0. 60%, Mg O. 50-0. 60%, Cu ( O. 05%, Mn ( O. 03%, Fe ( O. 2%, Cr ( O. 02%, Zn (O. 03%, Ti ( O. 03%，其余為Al和不可避免的雜質(zhì)。這種合金的機(jī)械性能為抗拉強(qiáng)度 260 270MPa，布氏硬度80 90ΗΒ，低倍晶粒度3 4級(jí)。
現(xiàn)在有些產(chǎn)品對(duì)強(qiáng)度等性能要求更高，比如氣缸要求抗拉強(qiáng)度大于270MPa，布氏硬度大于90HB，因此，上述鋁合金不能滿足氣缸的要求，急需開發(fā)一種新型的6系高強(qiáng)度鋁合金來滿足氣缸等產(chǎn)品的要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種強(qiáng)度達(dá)到290MPa以上的6系高強(qiáng)度鋁合金及型材制造方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案
一種6系高強(qiáng)度鋁合金，其成份Si與Mg的質(zhì)量百分含量分別為O. 70-0. 80% 與O. 50-0. 60%,其成份Mn的質(zhì)量百分含量為O. ΟΡ/ΓΟ. 10%, Cr的質(zhì)量百分含量為 O. ΟΡ/ΓΟ. 10%ο
較佳地，還包括如下成份及其質(zhì)量百分含量Cu ^ O. 10%, Fe彡O. 2%，Zn (O. 03%, Ti ( O. 10%，其余微量元素總和< O. 15%且單個(gè)微量元素< O. 05%。
較佳地，還含有成份Ni O. 01-0. 03%。這能減小晶粒度，以進(jìn)一步提高合金的強(qiáng)度和硬度。
一種鋁合金型材的制造方法，合金成份與質(zhì)量百分含量如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)，先熔鑄與均勻化處理形成棒材，擠壓成型材，再經(jīng)淬火后，在人工時(shí)效下進(jìn)行時(shí)效處理。
較佳地，其淬火方式為噴水，淬火的入水溫度為49(T530°C，這使得型材快速冷卻， 獲得較高的過飽和度，保證型材高力學(xué)性能的要求，且可使型材在正常的形變值和擠壓溫度下，實(shí)現(xiàn)完全再結(jié)晶，防止發(fā)生二次再結(jié)晶，促使晶粒異常長大，從而使型材的低倍晶粒度為2-3級(jí)。
較佳地，時(shí)效熱處理過程中，時(shí)效溫度為155 165°C，保溫時(shí)間為l(Tl5h，或者時(shí)效溫度為16(T19(TC，保溫時(shí)間為6 12h。后者能進(jìn)一步保證第二相的完全析出，保證高性倉泛。
所述型材為大斷面厚壁型材。
所述型材為 內(nèi)徑為15(T250mm、壁厚為6 20mm的氣缸型材。
所述氣缸型材經(jīng)淬火、時(shí)效熱處理后的抗拉強(qiáng)度為30(T340MPa，布氏硬度為9(TllOHB。
所述氣缸型材低倍晶粒度為2 3級(jí)。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明鋁合金中成份Si與Mg的質(zhì)量百分含量分別為 O. 70-0. 80%與O. 50-0. 60%,即Si與Mg的重量比為1.1 1. 6，Si過量，可使Mg元素完全形成Mg2Si第二相，殘余的Si能強(qiáng)化鋁合金的強(qiáng)度，顯著提高其強(qiáng)度與硬度，而Mn與Cr能使晶粒細(xì)小均勻。
具體實(shí)施方式
下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
下述實(shí)施例中，均使用內(nèi)徑為15(T250mm、壁厚為6 20mm的氣缸型材對(duì)鋁合金性能進(jìn)行測試。當(dāng)然，下面這種鋁合金材料也可應(yīng)用于其他大斷面厚壁管材，甚至其他擠壓材上。
鋁合金實(shí)施例1 :
這種鋁合金中，各成份的質(zhì)量百分含量如下=Si O. 69%, Mg O. 52%, Cu O. 05%, Mn O. 03%, Fe O. 2%, Cr O. 02%, Zn O. 03%, Ti O. 03%，其余微量元素總和< O. 15%且單個(gè)微量元素< O. 05%，其余為Al。
其加工方法包括熔鑄、擠壓、淬火、時(shí)效熱處理步驟。
熔鑄與擠壓過程與通常的類似，在此就不介紹。
特別的是，淬火過程中，淬火溫度為52(T535°C。
時(shí)效熱處理過程中，時(shí)效溫度為155 165°C，保溫時(shí)間為10 15h。
測試結(jié)果抗拉強(qiáng)度為270 290MPa，屈服強(qiáng)度為250 270MPa，延伸率為17 19%，布氏硬度為9(Γ95ΗΒ，低倍晶粒度4飛級(jí)。
可選地，時(shí)效熱處理過程中，也可以時(shí)效溫度為16(Tl90°C，保溫時(shí)間為6 12h。這樣能有效提聞抗拉強(qiáng)度。
鋁合金實(shí)施例2
這種鋁合金中，各成份的質(zhì)量百分含量如下Si O. 79%，Mg O. 57 %，Cu O. 10%， Mn O. 10%, Fe O. 15%, Cr O. 10%, Zn O. 03%, Ti O. 03%, Ni O. 03%，其余微量元素總和 (O. 15%且單個(gè)微量元素< O. 05%，其余為Al。
其加工方法包括熔鑄、擠壓、淬火、時(shí)效熱處理步驟。
熔鑄與擠壓過程與通常的類似，在此就不介紹。
特別的是，淬火方式為噴水，且入水溫度為49(T530°C，可使型材在正常的形變值和擠壓溫度下，實(shí)現(xiàn)完全再結(jié)晶，從而使型材的低倍晶粒度為2-3`級(jí)。
時(shí)效熱處理過程中，時(shí)效`溫度為16(T19(TC，保溫時(shí)間為6 12h。這種采用中溫較長時(shí)間進(jìn)行時(shí)效處理的方式，能保證第二相的完全析出。
測試結(jié)果抗拉強(qiáng)度為30(T340MPa，布氏硬度為90 110 HB，低倍晶粒度為2_3級(jí)。
可選地，時(shí)效熱處理過程中，時(shí)效溫度為155 165°C，保溫時(shí)間為l(Tl5h。這種方式能進(jìn)一步保證第二相的完全析出，保證高性能。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種由上述鋁合金制成的大斷面厚壁型材，特別是氣缸型材。經(jīng)實(shí)際擠壓，效果非常好， 能滿足產(chǎn)品各項(xiàng)性能要求。
權(quán)利要求
1.一種6系高強(qiáng)度鋁合金，其特征在于，其成份Si與Mg的質(zhì)量百分含量分別為0.70-0. 80%與0. 50-0. 60%，其成份Mn的質(zhì)量百分含量為0. 01% 0. 10%, Cr的質(zhì)量百分含量為 0. 01% 0. 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6系高強(qiáng)度鋁合金，其特征在于，還包括如下成份及其質(zhì)量百分含量Cu ≤ 0. 10%, Fe ≤0. 2%, Zn ≤ 0. 03%, Ti ≤0. 10%，其余微量元素總和≤ 0. 15%且單個(gè)微量元素≤ 0. 05%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的6系高強(qiáng)度鋁合金，其特征在于，還含有成份Ni0.01-0. 03%。
4.一種鋁合金型材的制造方法，其特征在于，合金成份與質(zhì)量百分含量如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)，先熔鑄與均勻化處理形成棒材，擠壓成型材，再經(jīng)淬火后，在人工時(shí)效下進(jìn)行時(shí)效處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，其淬火方式為噴水，淬火的入水溫度為 490 530°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，時(shí)效熱處理過程中，時(shí)效溫度為155 165°C，保溫時(shí)間為10 15h，或者時(shí)效溫度為160~190°C，保溫時(shí)間為6 12h。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一所述的制造方法，其特征在于，所述型材為大斷面厚壁型材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述型材為內(nèi)徑為150~250mm、壁厚為6 20mm的氣缸型材。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述氣缸型材經(jīng)淬火、時(shí)效熱處理后的抗拉強(qiáng)度為30~340MPa，布氏硬度為90~110HB。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述氣缸型材低倍晶粒度為2 3級(jí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種6系高強(qiáng)度鋁合金，其成份Si與Mg的質(zhì)量百分含量分別為0.70-0.80%與0.50-0.60%，其成份Mn的質(zhì)量百分含量為0.01%~0.10%，Cr的質(zhì)量百分含量為0.01%~0.10%。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明鋁合金顯著提高其強(qiáng)度與硬度，并獲得較低晶粒度。
文檔編號(hào)C22F1/05GK103045919SQ20121018336
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:湖南晟通科技集團(tuán)有限公司