專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋁鎂硅銅合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于工業(yè)型材A1-Mg-Si-Cu合金及制備方法。
背景技術(shù)：
鋁合金由于具有高強(qiáng)度、高韌度、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、耐腐蝕、加工性、易于回等特點(diǎn)，這些性 能特點(diǎn)是現(xiàn)代社會(huì)所追求的最有希望的金屬材料。其廣泛應(yīng)用于交通、建材、航空、航天等 民用及軍工領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中具有不可替代的重要作用。 一方面，隨著城市輕 軌、地鐵和汽車(chē)輕量化的發(fā)展，對(duì)工業(yè)型材的需求量越來(lái)越大；另外，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工業(yè)型 材的設(shè)備主要以100MT的超大型擠壓機(jī)為主，不適合生產(chǎn)許多小面積的型材，對(duì)于中小型企 業(yè)，由于生產(chǎn)建筑型材的擠壓機(jī)一般不帶在線水淬裝置，而常用的6000系工業(yè)型材6061、 6005和6082合金一般需要水淬才能達(dá)到性能要求；況且，工業(yè)型材在擠壓過(guò)程中由于流變應(yīng) 力過(guò)大，導(dǎo)致工業(yè)型材的擠壓速度遠(yuǎn)低于建筑型材，因此，很難在中小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)大批量生 產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的A1-Mg-Si-Cu合金，在使用狀態(tài)(T6或T5)時(shí)擁有較 高的抗拉強(qiáng)度，在加工過(guò)程中具有較低的淬火敏感性，較低的變形抗力， 一方面能夠大幅度 提高材料的擠壓速度，另一方面使其能夠在簡(jiǎn)單的風(fēng)淬條件下，性能達(dá)到普通工業(yè)型材的要 求，從而可以降低中小企業(yè)從建筑型材生產(chǎn)到工業(yè)型材生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變所需的投資成本。
本發(fā)明是在6061合金的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種新型鋁合金。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
本發(fā)明的合金是由以下質(zhì)量百分含量的成分構(gòu)成
0. 4 0. 6%Mg, 0. 45 0. 6%Si, 0. 3 0. 8% Cu， 0. 1 0. 2%Mn, 0. 1 0. 7% Zn， 0 0. 1% Cr， 0.01 0.02%Ti，控制Fe含量不大于O. 3%，其余雜質(zhì)總含量不大于O. 1%，其余為A1。 本發(fā)明可以采用以下方式制備
將以上合金配比后，放入在坩堝電阻爐中熔煉，熔煉溫度為80(TC，澆鑄成小95X400mm的鑄錠，經(jīng)過(guò)56(TC均勻化處理8小時(shí)。
將鑄錠加熱到43(TC，使用800KN擠壓機(jī)的極限載荷，擠壓筒移動(dòng)速度為8mm/S。擠壓之 后進(jìn)行在線風(fēng)淬，淬火延遲3小時(shí)后，人工時(shí)效3小時(shí)。
新合金成分中降低了Mg、 Si含量，從而降低其變形抗力，提高其擠壓速度。另外，提高 合金中銅的含量來(lái)彌補(bǔ)產(chǎn)生的強(qiáng)度損失。而且，由于Mg2Si含量的降低，材料的淬火敏感性 也會(huì)降低，使其在風(fēng)淬條件下，依然擁有較高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。使其能夠取代部分傳 統(tǒng)工業(yè)型材。
發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果
本發(fā)明合金與6061合金相比，變形抗力降低，擠壓速度提高，提高了生產(chǎn)效率，在產(chǎn)能 不變的情況下可提高產(chǎn)量。另外，不需要額外的水淬工藝，熱擠壓后在線風(fēng)淬，可降低設(shè)備 投資成本。材料力學(xué)性能指標(biāo)如下
抗拉強(qiáng)度大于或等于310MPa，屈服強(qiáng)度大于或等于265 MPa，延伸率大于或等于12%。
其綜合性能指標(biāo)均達(dá)到傳統(tǒng)工業(yè)型材的要求，并且由于不需要加入水淬裝置，以及擠壓 速度的提高，大大降低了中小企業(yè)從建筑型材生產(chǎn)到工業(yè)型材轉(zhuǎn)變的成本。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:
A) 合金制備
將O. 6。/。的Mg， 0. 45。/。的Si， 0.5%Cu， 0. 2%Mn， 0. 1% Cr， 0. l%Zn， 0.02%Ti，控制Fe的含 量不大于0.3%和余量的純鋁混合配料在坩堝電阻爐中熔煉，充分?jǐn)嚢?，澆鑄成4)95X300mm 的鑄錠，充分冷卻后取樣經(jīng)DTA分析合金固液相溫度，在箱式爐內(nèi)進(jìn)行均勻化退火，均勻化 溫度為56(TC，時(shí)間為8h。
B) 熱擠壓成形
錠坯均勻化退火后，表面經(jīng)機(jī)加工成小88X300m圓棒，然后使用GB ZM1HC001模具，將 其加工成特定尺寸的型材。
C) 熱處理
擠壓后的樣品進(jìn)行在線風(fēng)淬處理，淬火溫度為50(TC，隨后延時(shí)3小時(shí)后進(jìn)行人工時(shí)效， 時(shí)效溫度為20(TC，時(shí)效時(shí)間為3小時(shí)，時(shí)效后用水冷卻。
D) 材料性能抗拉強(qiáng)度(MPa) : 310;屈服強(qiáng)度(MPa) : 265;伸長(zhǎng)率(％) : 12。 實(shí)施例2
A) 合金制備
將O. 4。/。的Mg， 0.6。/。的Si， 0.7%Cu， 0. 2%Mn， 0. 1% Cr， 0. 3%Zn， 0.02%Ti，控制Fe的含量 不大于0.3%，和余量的純鋁混合配料在坩堝電阻爐中熔煉，充分?jǐn)嚢瑁瑵茶T成4)95X300mm 的鑄錠，充分冷卻后取樣經(jīng)DTA分析合金固液相溫度，在箱式爐內(nèi)進(jìn)行均勻化退火，均勻化 溫度為56(TC，時(shí)間為8h。
B) 熱擠壓成形
錠坯均勻化退火后，表面經(jīng)機(jī)加工成小88X300m圓棒，然后使用GB ZM1HC001模具，將 其加工成特定尺寸的型材。
C) 熱處理
擠壓后的樣品進(jìn)行在線風(fēng)淬處理，淬火溫度為50(TC，不經(jīng)過(guò)延時(shí)后進(jìn)行人工時(shí)效，時(shí) 效溫度為20(TC，時(shí)效時(shí)間為3小時(shí)，時(shí)效后用水冷卻。
D) 材料性能
抗拉強(qiáng)度(MPa) : 330;屈服強(qiáng)度(MPa) : 280;伸長(zhǎng)率(％) : 13。 實(shí)施例3
A) 合金制備
將O. 4。/。的Mg， 0.6。/。的Si， 0.3%Cu， 0. 2%Mn， 0. 1% Cr， 0. 7%Zn， 0.02%Ti， Fe的含量不大 于0.3%，和余量的純鋁混合配料在坩堝電阻爐中熔煉，充分?jǐn)嚢?，澆鑄成4)95X300mm的鑄 錠，充分冷卻后取樣經(jīng)DTA分析合金固液相溫度，在箱式爐內(nèi)進(jìn)行均勻化退火，均勻化溫度 為560。C，時(shí)間為8h。
B) 熱擠壓成形
錠坯均勻化退火后，表面經(jīng)機(jī)加工成小88X300m圓棒，然后使用GB ZM1HC001模具，將 其加工成特定尺寸的型材。
C) 熱處理
擠壓后的樣品進(jìn)行在線風(fēng)淬處理，淬火溫度為50(TC，不經(jīng)過(guò)延時(shí)后進(jìn)行人工時(shí)效，時(shí) 效溫度為20(TC，時(shí)效時(shí)間為3小時(shí)，時(shí)效后用水冷卻。D)材料性能
抗拉強(qiáng)度(MPa) : 315;屈服強(qiáng)度(MPa) : 265;伸長(zhǎng)率(％) : 12。 實(shí)施例4
A) 合金制備
將O. 6。/。的Mg， 0. 45。/。的Si， 0.8%Cu， 0. 2%Mn， 0. l%Cr， 0. 5%Zn， 0.02%Ti， 0. 3% Fe和余 量的純鋁混合配料在坩堝電阻爐中熔煉，充分?jǐn)嚢?，澆鑄成4)95X300mm的鑄錠，充分冷卻 后取樣經(jīng)DTA分析合金固液相溫度，在箱式爐內(nèi)進(jìn)行均勻化退火，均勻化溫度為56(TC，時(shí)間 為8h。
B) 熱擠壓成形
錠坯均勻化退火后，表面經(jīng)機(jī)加工成小88X300m圓棒，然后使用GB ZM1HC001模具，將 其加工成特定尺寸的型材。
C) 熱處理
擠壓后的樣品進(jìn)行在線風(fēng)淬處理，淬火溫度為50(TC，延時(shí)3小時(shí)后，進(jìn)行人工時(shí)效，時(shí) 效溫度為20(TC，時(shí)效時(shí)間為3小時(shí)，時(shí)效后用水冷卻。
D) 材料性能
抗拉強(qiáng)度(MPa) : 325;屈服強(qiáng)度(MPa) : 275;伸長(zhǎng)率(％) : 14。 實(shí)施例5
A) 合金制備
將O. 4。/。的Mg， 0.5。/。的Si， 0.6%Cu， 0. l%Mn， 0. 1% Cr， 0. 7%Zn， 0.02%Ti， Fe的含量不大 于0.3%，和余量的純鋁混合配料在坩堝電阻爐中熔煉，充分?jǐn)嚢?，澆鑄成4)95X300mm的鑄 錠，充分冷卻后取樣經(jīng)DTA分析合金固液相溫度，在箱式爐內(nèi)進(jìn)行均勻化退火，均勻化溫度 為560。C，時(shí)間為8h。
B) 熱擠壓成形
錠坯均勻化退火后，表面經(jīng)機(jī)加工成小88X300m圓棒，然后使用GB ZM1HC001模具，將 其加工成特定尺寸的型材。
權(quán)利要求
1.一種鋁鎂硅銅合金，其特征在于，是由以下質(zhì)量百分含量的成分構(gòu)成0.4～0.6％Mg，0.45～0.6％Si，0.3～0.8％Cu，0.1～0.2％Mn，0.1～0.7％Zn，0～0.1％Cr，0.01～0.02％Ti，控制Fe含量不大于0.3％，其余雜質(zhì)總含量不大于0.1％，其余為Al。
2 一種鋁鎂硅銅合金制備方法，其特征在于，將0.4 0.6。/。Mg， 0.45 0.6%Si, 0.3 0.8%Cu， 0.1 0.2%Mn, 0. 1 0. 7% Zn， 0 0. 1% Cr， 0.01 0.02%Ti，控制Fe含量不大于O. 3%，和余量的純鋁混合配料熔煉，充分?jǐn)嚢?，澆鑄成4)95X300mm的鑄 錠，均勻化退火，均勻化溫度為56(TC，時(shí)間為8h。
全文摘要
一種鋁鎂硅銅合金及其制備方法，本發(fā)明的合金是由以下質(zhì)量百分含量的成分構(gòu)成0.4～0.6％Mg，0.45～0.6％Si，0.3～0.8％Cu，0.1～0.2％Mn，0.1～0.7％Zn，0～0.1％Cr，0.01～0.02％Ti，控制Fe含量不大于0.3％，其余雜質(zhì)總含量不大于0.1％，其余為Al。本發(fā)明的合金具有變形抗力降低的特點(diǎn)，不但擠壓速度提高，還提高了生產(chǎn)效率，在產(chǎn)能不變的情況下可提高產(chǎn)量。另外，不需要額外的水淬工藝，熱擠壓后在線風(fēng)淬，可降低設(shè)備投資成本。
文檔編號(hào)C22C1/02GK101597707SQ20091030430
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者黨小荔, 尹德艷, 張國(guó)鵬, 李文意, 楊伏良, 熊落保, 政 馬 申請(qǐng)人:中南大學(xué)