一種橋梁用高強(qiáng)度鋁合金型材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種橋梁用高強(qiáng)度鋁合金型材的制備方法，該鋁合金型材各元素組成的質(zhì)量百分比為：Zn3.6-4.2、Mg1.5-2.0、Si0.6-1.2、Mn0.4-0.8、Cr0.2-0.5、Cu0.1-0.2、Fe0.05-0.15、Mo0.3-0.5、Nb0.2-0.3、Zr0.1-0.2、Ta0.05-1、Sr0.08-0.14、Bi0.04-0.07、Y0.03-0.06、Pm0.02-0.04，余量為Al。本發(fā)明制得的鋁合金型材重量輕，強(qiáng)度高，有效解決了鋁合金型材重量與強(qiáng)度兩者之間的矛盾，完全滿足橋梁對(duì)強(qiáng)度、重量的更高要求。
【專利說明】一種橋梁用高強(qiáng)度鋁合金型材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋梁用高強(qiáng)度鋁合金型材的制備方法，屬于鋁合金材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，因其密度低，強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗蝕性等性能，可加工成各種型材，廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面。用于橋梁骨架的鋁合金型材應(yīng)該滿足重量輕、強(qiáng)度高兩大條件。然而現(xiàn)有的制造方法在降低型材重量的基礎(chǔ)上制備出來的鋁合金型材無法滿足橋梁對(duì)強(qiáng)度的更高要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種重量輕、強(qiáng)度高的橋梁用鋁合金型材的制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種橋梁用高強(qiáng)度鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足下列要求:Zn3.6-4.2、Mg 1.5-2.0, Si 0.6-1.2, Mn0.4-0.8、Cr 0.2-0.5、Cu 0.1-0.2、Fe 0.05-0.15、Mo 0.3-0.5、Nb 0.2-0.3、Zr 0.1-0.2、Ta 0.05-1、Sr 0.08-0.14, Bi 0.04-0.07, Y 0.03-0.06, Pm 0.02-0.04，余量為 Al 進(jìn)行配料，將爐料投入中頻感應(yīng)爐，·加熱至740-760°C，待爐料全部熔化，攪拌30-40min，扒渣，檢測(cè)合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進(jìn)行精煉，精煉溫度為720-740°C，精煉時(shí)間為15-20min，精煉完畢后靜置20_30min，扒渣后進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為710_730°C，鑄造速度為 15-20mm/min ；
(2)將鑄坯進(jìn)行均勻化處理:先以100-150°C/h升溫至280-320°C，保溫2_3h，再以50-700C /h 升溫至 420-440°C，保溫 4_8h，然后以 40_60°C /h 降溫至 330_360°C，保溫 3_5h，再以 60-80°C /h 升溫至 470-490°C，保溫 10_15h，然后以 80_120°C /h 降溫至 220_250°C，保溫2-3h，空冷至室溫；
(3)將均勻化處理后的鑄錠預(yù)熱至440-460°C，然后利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為410-430°C，擠壓速率為2-4mm/s ；
(4)上述擠壓出來的鋁合金型材強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至180-220°C，保溫5-10h，再以100_150°C/h升溫至440-480°C，保溫l_2h，然后以80_120°C /h降溫至210_240°C，保溫4_8h，再以 50-70 V /h 升溫至 320-350 V，保溫 3_5h，再以 60-90 V /h 降溫至 160-190 V，保溫10-15h，然后放入0-3°C冰鹽水中降至50°C以下，取出鋁合金型材以80-120°C /h升溫至150-200°C，保溫8-12h，再以100-150°C /h升溫至460-500°C，保溫l_2h，然后以120-160°C /h降溫至180-220°C，保溫5_10h，空冷至室溫后進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量控制在 0.5-1% ；(5)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理：先以60-80°C /h升溫至130-160°C，保溫8-12h，空冷至室溫后再以30-50°C /h升溫至80_90°C，保溫10_15h，然后以40-60 V /h升溫至180-220 V，保溫5_10h，再以30-50 V /h降溫至80-90 V，保溫I O-15h，空冷至室溫，經(jīng)鋸切、精整、檢查驗(yàn)收、包裝即得成品。
[0005]所述的精煉劑制備方法如下：a.稱取以下重量份的原料：氯化鉀15-20、氯化鈉10-15、氟鈦酸鉀4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4_8、橄欖石5_10、重晶石3_6、光鹵石2-4、硬脂酸O. 5-1、三聚磷酸鈉1-2、木質(zhì)素磺酸鈣2-3 ；b.將橄欖石、重晶石、光鹵石混合均勻，720-750°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1180-1240°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與氟鈦酸鉀、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均勻，然后加入硬脂酸、三聚磷酸鈉、木質(zhì)素磺酸1丐，2000-3000rpm高速研磨10_15min,待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min，噴射造粒，即得精煉劑。
[0006]本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明制得的鋁合金型材重量輕，強(qiáng)度高，有效解決了鋁合金型材重量與強(qiáng)度兩者之間的矛盾，完全滿足橋梁對(duì)強(qiáng)度、重量的更高要求。
【具體實(shí)施方式】
[0007]—種橋梁用高強(qiáng)度鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足下列要求：Zn3. 6-4. 2、Mg I. 5-2. O, Si O. 6-1. 2, MnO. 4-0. 8、Cr O. 2-0. 5、Cu O. 1-0. 2、Fe 0.05-0. 15、Mo O. 3-0. 5、Nb O. 2-0. 3、Zr O. 1-0. 2、Ta 0.05-1、Sr 0.08-0. 14、Bi 0.04-0. 07、Y 0.03-0. 06、Pm 0.02-0. 04，余量為 Al 進(jìn)行配料，將爐料投入中頻感應(yīng)爐，加熱至750°C，待爐料全部熔化，攪拌35min，扒渣，檢測(cè)合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進(jìn)行精煉，精煉溫度為730°C，精煉時(shí)間為20min，精煉完畢后靜置25min，扒渣后進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為720°C，鑄造速度為18mm/min ；
(2)將鑄坯進(jìn)行均勻化處理：先以130°C/h升溫至280°C，保溫3h，再以70°C /h升溫至440°C，保溫6h，然后以50°C /h降溫至340°C，保溫4h，再以70°C /h升溫至480°C，保溫10h，然后以100°C /h降溫至240°C，保溫2h，空冷至室溫；
(3)將均勻化處理后的鑄錠預(yù)熱至450°C，然后利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為420°C，擠壓速率為3mm/s ；
(4)上述擠壓出來的鋁合金型材強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至200°C，保溫8h，再以120°C/h升溫至460 V，保溫2h，然后以100°C /h降溫至230°C，保溫6h，再以60°C /h升溫至340 V，保溫4h，再以80°C /h降溫至170°C，保溫15h，然后放入1°C冰鹽水中降至50°C以下，取出鋁合金型材以100°C/h升溫至180°C，保溫10h，再以150°C/h升溫至480°C，保溫2h，然后以140°C /h降溫至220°C，保溫6h，空冷至室溫后進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量控制在O. 8% ；
(5) 將上述拉伸矯直后的鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理：先以70V/h升溫至150°C，保溫10h，空冷至室溫后再以40°C /h升溫至90°C，保溫10h，然后以50°C /h升溫至195°C，保溫8h，再以50°C /h降溫至80°C，保溫15h，空冷至室溫，經(jīng)鋸切、精整、檢查驗(yàn)收、包裝即得成品O[0008]所述的精煉劑制備方法如下：a.稱取以下重量（kg)的原料：氯化鉀18、氯化鈉12、氟鈦酸鉀6、元明粉4、玻璃粉7、冰晶石粉6、橄欖石8、重晶石4、光鹵石3、硬脂酸O. 6、三聚磷酸鈉I. 5、木質(zhì)素磺酸鈣2 ；b.將橄欖石、重晶石、光鹵石混合均勻，750°C煅燒2h，冷卻至室溫后放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡lh，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，12400C煅燒lh，冷卻至室溫，粉碎，過150目篩與氟鈦酸鉀、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均勻，然后加入硬脂酸、三聚磷酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣，3000rpm高速研磨lOmin，待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至820°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20min，噴射造粒，即得精煉劑。
[0009]所得的鋁合金型材經(jīng)檢驗(yàn)力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度496Mpa，屈服強(qiáng)度為358Mpa，伸長率為16. 4%。
【權(quán)利要求】
1.一種橋梁用高強(qiáng)度鋁合金型材的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按照元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足下列要求:Zn3.6-4.2、Mg 1.5-2.0, Si 0.6-1.2, Mn0.4-0.8、Cr 0.2-0.5、Cu 0.1-0.2、Fe 0.05-0.15、Mo 0.3-0.5、Nb 0.2-0.3、Zr 0.1-0.2、Ta 0.05-1、Sr 0.08-0.14, Bi 0.04-0.07, Y 0.03-0.06, Pm 0.02-0.04，余量為 Al 進(jìn)行配料，將爐料投入中頻感應(yīng)爐，加熱至740-760°C，待爐料全部熔化，攪拌30-40min，扒渣，檢測(cè)合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進(jìn)行精煉，精煉溫度為720-740°C，精煉時(shí)間為15-20min，精煉完畢后靜置20_30min，扒渣后進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為710_730°C，鑄造速度為 15-20mm/min ； (2)將鑄坯進(jìn)行均勻化處理:先以100-150°C/h升溫至280-320°C，保溫2_3h，再以50-700C /h 升溫至 420-440°C，保溫 4_8h，然后以 40_60°C /h 降溫至 330_360°C，保溫 3_5h，再以 60-80°C /h 升溫至 470-490°C，保溫 10_15h，然后以 80_120°C /h 降溫至 220_250°C，保溫2-3h，空冷至室溫； (3)將均勻化處理后的鑄錠預(yù)熱至440-460°C，然后利用擠壓機(jī)將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為410-430°C，擠壓速率為2-4mm/s ； (4)上述擠壓出來的鋁合金型材強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至180-220°C，保溫5-10h，再以100_150°C/h升溫至440-480 °C，保溫l_2h，然后以80-120 V /h降溫至210-240 °C，保溫4_8h，再以 50-70 V /h 升溫至 320-350 V，保溫 3_5h，再以 60-90 V /h 降溫至 160-190 V，保溫10-15h，然后放入0-3°C冰鹽水中降至50°C以下，取出鋁合金型材以80-120°C /h升溫至150-200°C，保溫8-12h，再以100-150°C /h升溫至460-500°C，保溫l_2h，然后以120-160°C /h降溫至180-220°C，保溫5_10h，空冷至室溫后進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量控制在 0.5-1% ； (5)將上述拉伸矯直后的鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理:先以60-80°C/h升溫至130-160°C，保溫8-12h，空冷至室溫后再以30-50°C /h升溫至80_90°C，保溫10_15h，然后以40-60 V /h升溫至180-220 V，保溫5_10h，再以30-50 V /h降溫至80-90 V，保溫I O-15h，空冷至室溫，經(jīng)鋸切、精整、檢查驗(yàn)收、包裝即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁用高強(qiáng)度鋁合金型材的制備方法，其特征在于，所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鉀15-20、氯化鈉10-15、氟鈦酸鉀4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4-8、橄欖石5-10、重晶石3-6、光鹵石2-4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸鈉1-2、木質(zhì)素磺酸鈣2-3 ；b.將橄欖石、重晶石、光鹵石混合均勻，720-750°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1180-1240°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與氟鈦酸鉀、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均勻，然后加入硬脂酸、三聚磷酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣,2000-3000rpm高速研磨10-15min,待用；c.將氯化鈉和氯化鉀混合均勻，加熱至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min，噴射造粒，即得精煉劑。
【文檔編號(hào)】C22C1/06GK103710593SQ201310687952
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】吳賢春 申請(qǐng)人:蕪湖萬潤機(jī)械有限責(zé)任公司