一種電力設(shè)備用6082t6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力設(shè)備用鋁合金材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為高強高導(dǎo)電率鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，利用6082高強高導(dǎo)電率大規(guī)格棒材加工電力設(shè)備中高強高導(dǎo)電率大型電氣元件，具體為6082T6鋁合金大于150mm棒材～300mm棒材。所用的鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分比Si為1.0%～1.05%，F(xiàn)e為≤0.12%，Cu為≤0.10%，Mn為0.55%～0.65%，Mg為0.9%～0.95%，Cr為≤0.10%，Zn為≤0.10%，Ti為≤0.05%，單個雜質(zhì)≤0.05%，合計雜質(zhì)≤0.15%，其余為Al，可以有效解決大量生產(chǎn)、交貨問題，提高大規(guī)格鋁合金棒材的強度及電導(dǎo)率，有利于加工和使用，通過此方法得到的力學(xué)性能及電導(dǎo)率穩(wěn)定，經(jīng)多次復(fù)現(xiàn)操作，均能夠滿足直徑小于150mm的國家標(biāo)準(zhǔn)，可以補充或完善直徑大于150mm～300mm棒材國家標(biāo)準(zhǔn)，并將各項性能指標(biāo)納入國家標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力設(shè)備用鋁合金材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高強高導(dǎo)電率鋁合 金大規(guī)格棒材制造方法，利用6082高強高導(dǎo)電率大規(guī)格棒材加工電力設(shè)備中高強高導(dǎo)電 率大型電氣元件，具體為6082T6鋁合金大于150mm棒材?300mm棒材。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界性機械制造業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新工藝，新產(chǎn)品層出不 窮，電力設(shè)備對高強高導(dǎo)電率大型電氣元件的需求非常廣泛，對開坯材料即高強高導(dǎo)電率 鋁合金大規(guī)格棒材的需求量越來越大，高強高導(dǎo)電率大型電氣元件對開坯材料高強高導(dǎo)電 率鋁合金大規(guī)格棒材要求，必須具備強度高、塑性好、比強度高、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、耐蝕 性好、無應(yīng)力腐蝕破裂傾向、抗晶間腐蝕能力強、焊接性能良好、焊接區(qū)耐蝕性能不變、切削 性好、易于加工等優(yōu)點，并具有良好的工藝性能，適合于切削加工及各種形式的二次壓力加 工成型。
[0003] 鑒于6082鋁合金為六系鋁合金中成分最為復(fù)雜的合金之一，在高溫加熱過程中， 主要強化元素隨加熱溫度提高，Mg、Si固溶度顯著增加，合金具有明顯的淬火時效強化效 果，使6082合金的強度增加較大；但主要強化元素含量較高、合金元素較多，因此淬火溫度 范圍窄，對固溶強化環(huán)境要求高，必須在30秒內(nèi)淬火才能達(dá)到固溶強化效果，當(dāng)合金中添 加少量的Cu時，強度進一步增加，但對于淬火的敏感性增加，特別是直徑大于150mm棒材， 當(dāng)在線淬火時間較長時，強度明顯降低，抗腐蝕性能下降，因此這類性質(zhì)合金適合離線淬 火。鑒于6082T6鋁合金的材質(zhì)特點，對于6082T6鋁合金大規(guī)格棒材的制備方法不適用于 目前的方法，因此，急需一種針對電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了提供批量生產(chǎn)一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制 造方法，可以有效解決大量生產(chǎn)、交貨問題，提高大規(guī)格鋁合金棒材的強度及電導(dǎo)率，有利 于加工和使用，通過此方法得到的力學(xué)性能及電導(dǎo)率穩(wěn)定，經(jīng)多次復(fù)現(xiàn)操作，均能夠滿足直 徑小于150mm的國家標(biāo)準(zhǔn)，可以補充或完善直徑大于150mm?300mm棒材國家標(biāo)準(zhǔn)，并將各 項性能指標(biāo)納入國家標(biāo)準(zhǔn)。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為： 一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，步驟如下：a、鑄造的鋁合金為 六系鋁合金圓鑄錠，所用的鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分比Si為1.0%?1.05%，F(xiàn)e為 彡 0· 12%，Cu 為彡 0· 10%，Μη 為 0· 55% ?0· 65%，Mg 為 0· 9% ?0· 95%，Cr 為彡 0· 10%，Zn 為 < 0. 10%，Ti為< 0. 05%，單個雜質(zhì)< 0. 05%，合計雜質(zhì)< 0. 15%，其余為A1 ; b、 將六系鋁合金圓鑄錠車皮、切頭、切尾、取低倍、化學(xué)成分，切毛料，毛料均質(zhì)，加熱溫 度：540-560°C，保溫9小時以上，冷卻方式：風(fēng)冷及水冷降溫； c、 將制備的鋁合金毛料加熱到500-540°C，迅速裝入擠壓筒，在90MN或125MN擠壓機上 進行，擠壓速度2. 5-3. 5m/min，在線淬火溫度515±5°C，淬火速度300-350°C /分； d、將c步驟得到的鋁合金大規(guī)格棒材張力拉伸，拉伸率1. 0?3. 0%，然后時效：時效 溫度150-170°C，金屬保溫8-14小時，出時效爐； e、將時效出爐的理化試驗料，按照合同規(guī)定的驗收標(biāo)準(zhǔn)及圖紙規(guī)定的取樣位置，取理 化試樣，全部理化試驗檢測合格后，進行表面檢查、尺寸檢查、檢查合格后包裝。
[0006] 所述的a步驟中，鋁合金圓鑄錠的規(guī)格為〇520mmX4000mm或規(guī)格為 Φ600mmX4000mm。
[0007] 所述的b步驟中，毛料規(guī)格為：為Φ506ι?πιΧ 1750mm或規(guī)格為Φ582ι?πιΧ 1800mm。
[0008] 所述的b步驟中，風(fēng)冷卻至200°C加水冷降溫。
[0009] 所述的c步驟中，擠壓速度3. Om/min。
[0010] 所述的d驟中，拉伸率為1. 5-1. 7%。
[0011] 所得到的直徑大于150mm?300mm棒材產(chǎn)品抗拉強度345-368MPa，屈服強度 290-322MPa，伸長率 15-17. 8%，布氏硬度 100-112HB，電導(dǎo)率 46. 3-46. 89%IACS。
[0012] 本發(fā)明的有益效果為： 步驟a中化學(xué)成分在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，將6082高強高導(dǎo)電率大規(guī)格棒材鑄造成分范圍 變窄，并且鑄造范圍控制在國家標(biāo)準(zhǔn)的中上線并偏上線，避免由于化學(xué)成分過大波動引起 內(nèi)部組織不均勻及力學(xué)性能散差過大；主要強化成分控制在中上線并偏上線，主要是為了 提高6082合金的強度，控制Fe、Zn、Ti合金成分越小越好，主要是為了提高6082合金的純 度，提高導(dǎo)電率；加入Cu元素，控制在標(biāo)準(zhǔn)的上線，少量的Cu與主要強化成分Si、Mg結(jié)合， 使力學(xué)性能顯著提高，可使力學(xué)性能接近硬鋁的性能，Cu又可中和Ti對導(dǎo)電率的不良影 響；由于鑄造過程中Fe元素的不可控制性，使Μη元素控制在上線，Μη參與強化作用，又可 消除Fe的不良影響并可細(xì)化晶粒，使6082合金組織均勻、綜合性能提高，使6082合金直徑 大于150mm?300mm棒材力學(xué)性能及電導(dǎo)率指標(biāo)滿足直徑小于150mm國家標(biāo)準(zhǔn)，可以補充 或完善直徑大于150mm?300mm棒材國家標(biāo)準(zhǔn)，并將各項性能指標(biāo)納入國家標(biāo)準(zhǔn)；按照上述 原則配制的化學(xué)成分，使大規(guī)格棒材合格率穩(wěn)定在93%以上。
[0013] 步驟b均火制度中冷卻方式為大風(fēng)冷卻至200°C加水冷降溫，實現(xiàn)快速冷卻，保證 強化元素最大程度固溶，提高擠壓棒材的綜合性能，并減少工序等待時間在24小時以上， 提高生產(chǎn)效率，并且風(fēng)冷加水冷的降溫方式，可以減少或消除Fe元素對加工制品氧化后的 不良影響，使高強高導(dǎo)電率大規(guī)格棒材加工成各種電力元氣件后表面經(jīng)各種氧化或涂層處 理后光澤美觀、無暗紋、暗線，既保證使用性能又提高審美感。
[0014] 步驟c的擠壓速度可以保證出口溫度在6082合金淬火溫度以上，在線穿水冷卻保 證淬火速度,保證淬火效果，保證力學(xué)性能合格，在線淬火與離線淬火比較能夠減少變形， 步驟d使拉伸率在1. 5?1. 7%之間，減少拉伸率變化大引起的尺寸不均，保證持續(xù)供貨過 程中尺寸散差小，在線淬火與離線淬火比較可以減少打頭、吊掛、離線淬火升溫、保溫等時 間，每批減少工序時間在10小時以上。
[0015] 通過以上措施，可以實現(xiàn)6082大規(guī)格棒材在線淬火并滿足高強高導(dǎo)電率要求，使 所得到的直徑大于150mm?300mm產(chǎn)品抗拉強度345-368MPa，屈服強度290-322MPa，伸長 率 15-17. 8%，布氏硬度 100-112HB，電導(dǎo)率 46. 3-46. 89%IACS。
[0016] 國家標(biāo)準(zhǔn)要求：（1)直徑小于150mm的6082T6棒材抗拉強度彡310MPa，屈服 強度彡260MPa，伸長率彡8%，布氏硬度彡95HB，電導(dǎo)率彡44.83%IACS ;(2)直徑大于 150mm-300mm的6082T6棒材抗拉強度無要求，屈服強度無要求，伸長率無要求，布氏硬度無 要求，電導(dǎo)率彡44. 83%IACS。
[0017] 總之，本發(fā)明得到的高強高導(dǎo)電率大型電氣元件的鋁合金大規(guī)格棒材，具備強度 高、塑性好、比強度高、質(zhì)量輕、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、耐蝕性好、無應(yīng)力腐蝕破裂傾向、抗晶 間腐蝕能力強、焊接性能良好、焊接區(qū)耐蝕性能不變、切削性好、易于加工等優(yōu)點，并具有 良好的工藝性能，適合于切削加工及各種形式的二次壓力加工成型；本發(fā)明提供了在線淬 火批量生產(chǎn)電力設(shè)備用高強高導(dǎo)電率鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，使生產(chǎn)效率提高15? 21%。

【具體實施方式】
[0018] 下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)的說明。
[0019] 實施例1、 a.鑄造的鋁合金為六系鋁合金圓鑄錠，所用的鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分比 SiSl.0%?L05%，F(xiàn)eS<0.12%，CuS<0.10%，MnS0.55%?0.65%，MgS0.9%? 0. 95%，Cr為彡0. 10%，Zn為彡0. 10%，Ti為彡0. 05%，單個雜質(zhì)彡0. 05%，合計雜質(zhì)彡0. 15%， 其余為A1 ;鑄錠規(guī)格為〇520mmX4000mm，熔煉六系鋁合金圓鑄錠時配料計算以步驟a的 中線為基礎(chǔ)，以確保鑄徒成分控制在標(biāo)準(zhǔn)沮圍內(nèi)；在融化后一次機漁、溶煉爐精煉后一次機 漁、保溫爐精煉后一次機漁；溶煉爐精煉后一次除氣、保溫爐精煉后一次除氣，保溫爐精煉 后再進行一次除氣機除氣。
[0020] b、將規(guī)格為Φ520πιπιΧ4000πιπι六系鋁合金圓鑄錠車皮、切頭、切尾、取低倍、化學(xué) 成分，切毛料，毛料規(guī)格為〇506mmX 1750mm ;毛料均質(zhì)，加熱溫度：550°C，保溫10小時，冷 卻方式：風(fēng)冷加水冷降溫。
[0021] C、將制備的六號鋁合金圓鑄錠毛料加熱到500°C，迅速裝入擠壓筒，擠壓速度3m/ min，淬火溫度515°C，淬火速度300°C?350°C /分。
[0022] d、將電力設(shè)備用高強高導(dǎo)電率鋁合金大規(guī)格棒材張力拉伸，拉伸率1. 0?2. 0%， 然后時效：時效溫度170°C，金屬保溫8小時，出時效爐。
[0023] e、將時效出爐的理化試驗料，按照合同規(guī)定的驗收標(biāo)準(zhǔn)及圖紙規(guī)定的取樣位置， 取理化試樣，全部理化試驗檢測合格后,將電力設(shè)備用高強高導(dǎo)電率鋁合金大規(guī)格棒材表 面檢查、尺寸檢查、檢查合格的電力設(shè)備用高強高導(dǎo)電率鋁合金大規(guī)格棒材包裝。
[0024] 實施例2 : 本實施方式與實施例1不同的是，步驟a中采用的六號鋁合金圓鑄錠，精煉程度達(dá)到一 級氧化膜要求，沒有金屬化合物偏析，化學(xué)成分中Mg:Si配比不遵循1. 73: 1的傳統(tǒng)比例， 使Si過剩，F(xiàn)e、Zn、Ti合金成分越小越好，為了提高6082合金的純度，提高導(dǎo)電率；加入Cu 元素，控制在標(biāo)準(zhǔn)的上線，使力學(xué)性能顯著提高，Cu又可中和Ti對導(dǎo)電率的不良影響；使 Μη元素控制在上線，Μη不但參與固溶強化，又可消除Fe的不良影響并可細(xì)化晶粒，Si為 1. 03%，F(xiàn)e 為 0· 10%，Cu 為 0· 09%，Μη 為 0· 63%，Mg 為 0· 93%，Cr 為 0· 08%，Zn 為 0· 09%，Ti 為0. 045%，單個雜質(zhì)< 0. 05%，合計雜質(zhì)< 0. 15%，其余為A1 ;其他步驟及參數(shù)與實施例1相 同。
【權(quán)利要求】
1. 一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，步驟如下：a、鑄造的鋁合金 為六系鋁合金圓鑄錠，所用的鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分比Si為1.0%?1.05%，F(xiàn)e為 彡 0· 12%，Cu 為彡 0· 10%，Μη 為 0· 55% ?0· 65%，Mg 為 0· 9% ?0· 95%，Cr 為彡 0· 10%，Zn 為 < 0. 10%，Ti為< 0. 05%，單個雜質(zhì)< 0. 05%，合計雜質(zhì)< 0. 15%，其余為A1 ; b、 將六系鋁合金圓鑄錠車皮、切頭、切尾、取低倍、化學(xué)成分，切毛料，毛料均質(zhì)，加熱溫 度：540-560°C，保溫9小時以上，冷卻方式：風(fēng)冷及水冷降溫； c、 將制備的鋁合金毛料加熱到500-540°C，迅速裝入擠壓筒，在90MN或125MN擠壓機上 進行，擠壓速度2. 5-3. 5m/min，在線淬火溫度515±5°C，淬火速度300-350°C /分； d、將c步驟得到的鋁合金大規(guī)格棒材張力拉伸，拉伸率1. 0?3. 0%，然后時效：時效 溫度150-170°C，金屬保溫8-14小時，出時效爐； e、將時效出爐的理化試驗料，按照合同規(guī)定的驗收標(biāo)準(zhǔn)及圖紙規(guī)定的取樣位置，取理 化試樣，全部理化試驗檢測合格后，進行表面檢查、尺寸檢查、檢查合格后包裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法， 其特征在于，所述的a步驟中，鋁合金圓鑄錠的規(guī)格為Φ520πιπιΧ4000πιπι或規(guī)格為 Φ600mmX4000mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，其特征 在于，所述的b步驟中，毛料規(guī)格為：為Φ506πιπιΧ 1750mm或規(guī)格為Φ582πιπιΧ 1800mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，其特 征在于，所述的b步驟中，風(fēng)冷卻至200°C加水冷降溫。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，其特 征在于，所述的c步驟中，擠壓速度3. Om/min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，其特 征在于，所述的d驟中，拉伸率為1. 7%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，其特 征在于，所述的b步驟中，加熱溫度：550°C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6082T6鋁合金大規(guī)格棒材制造方法，其特 征在于，所得到產(chǎn)品強度345-368MPa，屈服強度290-322MPa，伸長率15-17. 8%，布氏硬度 100-112HB，電導(dǎo)率 46. 3-46. 89%IACS。
【文檔編號】C22F1/043GK104117549SQ201410394137
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】王明星, 張建忠, 許輝, 宋微, 秦向同, 蘇本顯 申請人:山東裕航特種合金裝備有限公司