專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋁合金桿材和其制作工藝及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鋁合金桿材和其制作工藝及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，伴隨著電子行業(yè)及汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)具有塑性好、焊接性好、防銹功能好及耐腐蝕性好的液體、氣體傳輸管道需求量日益增大，目前，國(guó)內(nèi)普遍采用純鋁進(jìn)行鋁管的擠壓加工，純鋁管的抗拉強(qiáng)度及耐腐蝕性都較差，但采用普通鋁合金加工的合金管強(qiáng)度并不高(僅高于一般的工業(yè)純鋁)，在管材上用途并不廣泛，當(dāng)制作在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件(如汽油或潤(rùn)滑油導(dǎo)管)時(shí)，如果能用性能好的鋁管代替價(jià)格較高的銅管，則市場(chǎng)前景相當(dāng)廣闊。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁合金桿材，提高鋁合金桿材的塑性、焊接性、抗拉強(qiáng)度，同時(shí)保證其具備較好的防銹耐腐蝕性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
本發(fā)明的鋁合金桿材按重量百分比計(jì)，含Mn I. 05-1. 15%、Fe O. 35-0. 45%、Cu
O.08-0. 13%、Si O. 08-0. 15%、Ti O. 01-0. 03%,余量為 Al 和微量雜質(zhì)，抗拉強(qiáng)度為100-115MPa、延伸率為 28-35%、電阻率 26-33ηΩ·πι。本發(fā)明還提供所述的鋁合金桿材的制作工藝，包括以下步驟
a、熔煉；
b、鑄造；
C、軋制； d、均質(zhì)化；
所述a步驟中，鋁液溫度為700-750°C ;所述b和c步驟為連鑄連軋，其中，進(jìn)軋溫度控制在450-550°C，軋制后在線淬火水溫度控制在50-60°C ;所述d步驟的均質(zhì)化處理是指將鋁合金桿材在560±10°C環(huán)境中保溫4-6小時(shí)，再?gòu)?qiáng)制冷卻。同時(shí)本發(fā)明還提供了一種所述鋁合金桿材的應(yīng)用，即采用所述的鋁合金桿材擠壓加工成鋁合金管材。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的鋁合金元素含量合理，本發(fā)明中Mn元素為合金中唯一主合金元素，合金強(qiáng)度隨Mn含量增加而提高，但其含量過(guò)高時(shí)會(huì)生產(chǎn)脆性化合物MnAl6，在后續(xù)軋制時(shí)會(huì)引起開(kāi)裂，本發(fā)明Mn元素合理既保證鋁合金強(qiáng)度又有較好的塑性。另外，F(xiàn)e、Si也是本發(fā)明鋁合金主要成分元素，元素含量合理，可以降低鑄造裂紋傾向性及軋制時(shí)變形抗力。Cu元素可提高鋁合金強(qiáng)度，但會(huì)顯著降低耐蝕性，本發(fā)明的鋁合金中Cu元素含量合理，較好地兼顧了鋁合金的強(qiáng)度和耐腐蝕性能。本發(fā)明通過(guò)控制熔煉鋁液溫度為700-750°C，連鑄連軋中的進(jìn)軋溫度控制在450-550°C，軋制后在線淬火水溫度50-60°C，使得鋁合金桿得到了較好的機(jī)械性能。尤其是最后通過(guò)均質(zhì)化處理，即將鋁合金桿材在560±10°C環(huán)境中保溫14-16小時(shí)，再?gòu)?qiáng)制冷卻，使得鋁合金中晶粒更加細(xì)膩均勻，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)得到了很大提高，制得性能更加優(yōu)越的鋁合金桿材，其抗拉強(qiáng)度100-115Mpa，延伸率28_35%，電阻率26_33η Ω . m。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到啟示。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例I.
本實(shí)施例的鋁合金桿材按重量百分比計(jì)，含Mn I. 15%、Fe O. 4%、Cu O. 09%、Si 0.15%、Ti O. 03%,余量為Al和微量雜質(zhì)，其制作步驟包括熔煉、鑄造、軋制和均質(zhì)化處理四個(gè)步驟。熔煉時(shí)，鋁液熔煉溫度設(shè)定在其液相線以上30-100°C，為防止鋁液過(guò)燒，本實(shí)施例確定為750°C ;熔煉過(guò)程中合金元素均采用添加劑形式加入，添加溫度控制在735±10°C，按合金的溶解溫度高低依次加入；熔煉中鋁熔體處理時(shí)，采用進(jìn)口精煉劑，在保溫爐內(nèi)采用爐內(nèi)氮?dú)?噴粉精煉技術(shù)，控制好比例用量I. 25kg/t. Al ;為細(xì)化晶粒可在熔煉、在線兩個(gè)工序分別按技術(shù)比例加入鋁鈦硼合金；采用氬氣進(jìn)行在線除氣處理，氣體流量為I. O 2.5m3/min,氣體壓力O. 5 3. Obar,石墨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為400 550轉(zhuǎn)/分；米用50ppi在線陶瓷過(guò)濾板技術(shù)進(jìn)行鋁液過(guò)濾，提高鋁液純凈度，減少雜質(zhì)。鑄造時(shí)，為保證鋁液良好填充性，應(yīng)選取較高鑄造溫度，但應(yīng)避免增加鋁液吸氫及鑄坯熱裂紋傾向，鑄造溫度穩(wěn)定在720度偏下(具體根據(jù)冬夏季節(jié)環(huán)境溫度而定)；在澆鑄速度設(shè)計(jì)方面，過(guò)高的澆鑄速度會(huì)使液穴加深，增加組織疏松及鑄坯熱裂傾向；鑄造速度過(guò)低則會(huì)降低生產(chǎn)效率，增加軋制時(shí)變形抗力，本實(shí)施例中設(shè)計(jì)澆鑄速度為7. 5噸/小時(shí)，冷卻時(shí)，冷卻水量設(shè)計(jì)為純鋁流量的3/4，采用錐形冷卻，即各分區(qū)水流量流量由小變大再變小,冷卻水壓設(shè)計(jì)為200kpa-250kpa。軋制時(shí)，為保證良好的軋制性能，減少軋輥粘鋁，進(jìn)軋溫度控制在550°C，可適當(dāng)開(kāi)啟感應(yīng)加熱爐進(jìn)行升溫；使用的乳化液濃度隨軋制合金強(qiáng)度增加，提高其濃度和壓力，加大配比；并通過(guò)調(diào)整軋機(jī)的扭矩，控制軋制應(yīng)力，控制物理性能軋制成直徑為9. 5mm的桿材；軋制后在線淬火，淬火水溫度50°C，水壓100-200kpa。均質(zhì)化處理時(shí)，利用現(xiàn)有的熱處理爐，并根據(jù)爐內(nèi)爐膛的空間確定合理有效的裝爐工藝，合理布置鋁合金桿材間距；避免桿材受熱不均及受熱變形問(wèn)題，溫度控制在560±10°C達(dá)到4小時(shí)，再?gòu)?qiáng)制冷卻，使晶粒更加細(xì)膩均勻，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)得到了很大提高，抗拉強(qiáng)度控制在100_115Mpa，延伸率控制在28_35%，電阻率控制在26_33η Ω . m，符合下游產(chǎn)品的擠壓加工要求，可以制作成鋁合金管材，各種液體容器和其他用深拉制作的小負(fù)荷零件，可以進(jìn)一步拉伸成線材用來(lái)做鉚釘及焊絲。實(shí)施例2.
本實(shí)施例的鋁合金桿材按重量百分比計(jì)，含Mn I. 08%,Fe O. 4%、Cu O. l%、Si O. 13%、TiO.02%,余量為Al和微量雜質(zhì)，其制作步驟包括熔煉、鑄造、軋制和均質(zhì)化處理四個(gè)步驟。熔煉時(shí)，鋁液熔煉溫度設(shè)定在其液相線以上30-100°C，為防止鋁液過(guò)燒，本實(shí)施例確定為700°C ;熔煉過(guò)程中合金元素均采用添加劑形式加入，添加溫度控制在735±10°C，按合金的溶解溫度高低依次加入；熔煉中鋁熔體處理時(shí)，采用進(jìn)口精煉劑，在保溫爐內(nèi)采用爐內(nèi)氮?dú)?噴粉精煉技術(shù)，控制好比例用量I. 25kg/t. Al ;為細(xì)化晶?？稍谌蹮?、在線兩個(gè)工序分別按技術(shù)比例加入鋁鈦硼合金；采用氬氣進(jìn)行在線除氣處理，氣體流量為I. O 2. 5m3/min,氣體壓力O. 5 3. Obar,石墨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為400 550轉(zhuǎn)/分；米用50ppi在線陶瓷過(guò)濾板技術(shù)進(jìn)行鋁液過(guò)濾，提高鋁液純凈度，減少雜質(zhì)。鑄造時(shí)，為保證鋁液良好填充性，應(yīng)選取較高鑄造溫度，但應(yīng)避免增加鋁液吸氫及鑄坯熱裂紋傾向，鑄造溫度穩(wěn)定在720度偏下(具體根據(jù)冬夏季節(jié)環(huán)境溫度而定)；在澆鑄速度設(shè)計(jì)方面，過(guò)高的澆鑄速度會(huì)使液穴加深，增加組織疏松及鑄坯熱裂傾向；鑄造速度過(guò)低則會(huì)降低生產(chǎn)效率，增加軋制時(shí)變形抗力，本實(shí)施例中設(shè)計(jì)澆鑄速度為7. 5噸/小時(shí)，冷 卻時(shí)，冷卻水量設(shè)計(jì)為純鋁流量的3/4，采用錐形冷卻，即各分區(qū)水流量流量由小變大再變小,冷卻水壓設(shè)計(jì)為200kpa-250kpa。軋制時(shí)，為保證良好的軋制性能，減少軋輥粘鋁，進(jìn)軋溫度控制在450°C，可適當(dāng)開(kāi)啟感應(yīng)加熱爐進(jìn)行升溫；使用的乳化液濃度隨軋制合金強(qiáng)度增加，提高其濃度和壓力，加大配比；并通過(guò)調(diào)整軋機(jī)的扭矩，控制軋制應(yīng)力，控制物理性能軋制成直徑為9. 5mm的桿材；軋制后在線淬火，淬火水溫度60°C，水壓100-200kpa。均質(zhì)化處理時(shí)，利用現(xiàn)有的熱處理爐，并根據(jù)爐內(nèi)爐膛的空間確定合理有效的裝爐工藝，合理布置鋁合金桿材間距；避免桿材受熱不均及受熱變形問(wèn)題，溫度控制在560±10°C達(dá)到6小時(shí)，再?gòu)?qiáng)制冷卻，使晶粒更加細(xì)膩均勻，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)得到了很大提高，抗拉強(qiáng)度控制在100_115Mpa，延伸率控制在28_35%，電阻率控制在26_33η Ω . m，符合下游產(chǎn)品的擠壓加工要求，可以制作成鋁合金管材，各種液體容器和其他用深拉制作的小負(fù)荷零件，可以進(jìn)一步拉伸成線材用來(lái)做鉚釘及焊絲。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金桿材，其特征在于按重量百分比計(jì)，含Mn I. 05-1. 15%、FeO. 35-0. 45%,Cu O. 08-0. 13%,Si O. 08-0. 15%、Ti O. 01-0. 03%,余量為 Al 和微量雜質(zhì)，抗拉強(qiáng)度為100-115MPa、延伸率為28_35%、電阻率26_33ηΩ.πι。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋁合金桿材，其特征在于按重量百分比計(jì)，含Mn I. 08%、Fe O. 4%、Cu O. 1%、Si O. 13%、Ti O. 02%,余量為 Al 和微量雜質(zhì)；抗拉強(qiáng)度100-115MPa,延伸率 28-35%，電阻率 26_33η Ω · m。
3.據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鋁合金桿材，其特征在于直徑為9.5mm。
4.如權(quán)利要求I或2所述的一種鋁合金桿材的制作工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟 a、熔煉； b、鑄造； C、軋制； d、均質(zhì)化； 所述a步驟中，鋁液溫度為700-750°C ;所述b和c步驟為連鑄連軋，其中，進(jìn)軋溫度控制在450-550°C，軋制后在線淬火水溫度控制在50-60°C ;所述d步驟的均質(zhì)化是指將鋁合金桿材在560± 10°C環(huán)境中保溫4-6小時(shí)，再?gòu)?qiáng)制冷卻。
5.一種鋁合金管材，其特征在于采用權(quán)利要求I或2所述的鋁合金桿材擠壓加工而成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種鋁合金桿材和其制作工藝及其應(yīng)用，所述的鋁合金桿材，按重量百分比計(jì)，含Mn1.05-1.15%、Fe0.35-0.45%、Cu0.08-0.13%、Si0.08-0.15%、Ti0.01-0.03%,余量為Al和微量雜質(zhì)，通過(guò)熔煉、鑄造、軋制和均質(zhì)化處理，抗拉強(qiáng)度從均質(zhì)前的165-185Mpa降低到均質(zhì)后100-115Mpa；延伸率從均質(zhì)前的14-18%提升到均質(zhì)后的28-35%；電阻率從均質(zhì)前的54-56nΩ.m下降到26-33nΩ.m。本發(fā)明符合下游產(chǎn)品的擠壓加工要求，可以制作成鋁合金管材，各種液體容器和其他用深拉制作的小負(fù)荷零件，進(jìn)一步拉伸成線材用來(lái)做鉚釘及焊絲。
文檔編號(hào)C22C21/00GK102899532SQ20121037330
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者馮勇, 岳銀福, 白少鋒, 司旭鵬, 田紅衛(wèi), 竇思忠, 谷培軍, 張瑰云 申請(qǐng)人:河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司