(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105525169 A (43)申请公布日 2016.04.27
(21)申请号 201510945390.4(22)申请日 2015.12.17
(71)申请人江西雄鹰铝业股份有限公司
地址330500 江西省南昌市安义县凤凰山开
发区
申请人南昌大学(72)发明人龚兆汉 杨湘杰 汪丽君 杨靖(74)专利代理机构南昌新天下专利商标代理有
限公司 36115
代理人施秀瑾(51)Int.Cl.
C22C 21/10(2006.01)C22F 1/053(2006.01)B22D 1/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
(54)发明名称
一种铝合金挤压棒材的制备方法(57)摘要
一种铝合金挤压棒材的制备方法，包括合金配料，合金熔炼，剪切低温浇注技术铸棒，均匀化退火处理，铸棒、模具及挤压筒加热，挤压生产，热处理等步骤。本发明能够在低过热浇注、凝固初期激冷和混合搅拌的综合作用下获得成分均匀、组织性能良好的铸棒，能够使铝合金挤压棒材获得更佳的综合力学性能，铝合金挤压棒材的抗拉强度可达605MPa以上，规定非比例延伸应力可达557MPa以上，断后延伸率可达10%以上。
C N 1 0 5 5 2 5 1 6 9 ACN 105525169 A
权 利 要 求 书
1/1页
1.一种铝合金挤压棒材的制备方法，其特征是包括以下步骤：（1）采用7A09铝合金做挤压棒材，各元素质量百分比为：Cu：1.4～1.6%、Mg：2.3～2.5%、
Zn：5.3～5.5%、Si≤0.4%、Fe≤0.4%、Ti≤0.1%、其他≤0.15%、Al：余量；Cr：0.20～0.22%、
（2）将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，投料后搅拌加速熔化，熔炼温度控制在730℃～750℃，成分合格后精炼、扒渣，静置20～30min；（3）将流经剪切低温浇注实验机后的铝液连铸成直径为110mm的铝棒；（4）均匀化退火处理在均质炉中进行，铝棒在450℃～465℃的温度之下保温22～24小时；（5）铸棒在炉中加热温度控制在370℃～400℃，模具及挤压筒的加热温度控制在410±10℃；（6）铸棒、模具及挤压筒加热完成后进行挤压，挤压后棒材直径为30mm～35mm，挤压速度为2±0.5m/min，挤压后棒材直接进行水冷；（7）将7A09铝合金挤压棒材进行T6热处理，固溶处理的温度控制为465±5℃，保温2小时，淬火后进行时效，时效温度控制为140℃，保温时间为16小时，可以得到所需T6热处理后的7A09铝合金挤压棒材。
2.权利要求1所述的铝合金挤压棒材的制备方法，其特征是步骤（3）中剪切低温浇注实验机的输送管转速控制为1.5±0.5 r/s，输送管倾角控制为20°～30°，流入输送管的铝液温度控制为660℃～680℃。
2
CN 105525169 A
说 明 书
一种铝合金挤压棒材的制备方法
1/3页
技术领域
[0001]本发明属于铝合金生产技术领域。
背景技术
[0002]7A09铝合金具有良好的断裂韧度和热加工性能，可生产供应各种规格的板材、棒材、型材、厚壁管材、锻件和模锻件，不仅可以用作工业型材上的重要承力构架，如载重汽车的框架、高速和地铁列车车箱的骨架和地板等，还适宜制造飞机上的重要受力构件，以减轻飞机的结构重量，如蒙皮、壁板、隔框、前梁、大梁、翼肋、接头、支柱和起落架等关键件及重要件，在国内各型号飞机上获得了广泛应用。在生产铝合金挤压棒材过程中，要保证棒材组织、成分的均匀性，使铝合金挤压棒材获得较佳的综合力学性能。发明内容
[0003]本发明的目的是提供一种铝合金挤压棒材的制备方法，所得的铝合金挤压棒材组织、成分均匀，并具有较佳的综合力学性能。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。[0005]一种铝合金挤压棒材的制备方法，包括以下步骤。[0006]（1）合金配料：采用7A09铝合金做挤压棒材，各元素质量百分比为：Cu：1.4～1.6%、Mg：2.3～2.5%、Cr：0.20～0.22%、Zn：5.3～5.5%、Si≤0.4%、Fe≤0.4%、Ti≤0.1%、其他≤0.15%、Al：余量。[0007]（2）合金熔炼：将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，投料后搅拌加速熔化，熔炼温度控制在730℃～750℃，成分合格后精炼、扒渣，静置20～30min。[0008]（3）剪切低温浇注（简称LSPSF）技术铸棒：将流经LSPSF实验机后的铝液连铸成直径为110mm的铝棒。[0009]（4）均匀化退火处理：均匀化退火处理在均质炉中进行，铝棒在450℃～465℃的温度之下保温22～24小时。[0010]（5）铸棒、模具及挤压筒加热：铸棒在炉中加热温度控制在370℃～400℃，模具及挤压筒的加热温度控制在410±10℃。[0011]（6）挤压生产：铸棒、模具及挤压筒加热完成后进行挤压，挤压后棒材直径为30mm～35mm，挤压速度为2±0.5m/min，挤压后棒材直接进行水冷。[0012]（7）热处理：将7A09铝合金挤压棒材进行T6热处理，固溶处理的温度控制为465±5℃，保温2小时，淬火后进行时效，时效温度控制为140℃，保温时间为16小时，可以得到所需T6热处理后的7A09铝合金挤压棒材。[0013]本发明步骤（3）所述LSPSF技术铸棒中，LSPSF实验机的输送管转速控制为1.5±0.5 r/s，输送管倾角控制为20°～30°，流入输送管的铝液温度控制为660℃～680℃。[0014]本发明采用的LSPSF实验机为专利号201020061452.8的装置，本发明所述的LSPSF技术的基本原理为：通过低过热浇注、凝固初期激冷和混合搅拌的综合作用在合金熔体内
3
CN 105525169 A
说 明 书
2/3页
获得最大数量的自由晶，并通过控制后续的静态缓慢冷却过程获得组织性能良好的合金熔体。该工艺技术主要包括三个步骤：(1)浇注具有特定过热度的合金熔体；(2)合金熔体在自身重力和输送管转动共同作用下流经输送管；(3)具有大量自由晶的合金熔体在浆料蓄积器中静态缓慢冷却。
[0015]本发明能够在低过热浇注、凝固初期激冷和混合搅拌的综合作用下获得成分均匀、组织性能良好的铸棒，能够使铝合金挤压棒材获得更佳的综合力学性能，铝合金挤压棒材的抗拉强度可达605MPa以上，规定非比例延伸应力可达557MPa以上，断后延伸率可达10%以上。
附图说明
[0016]图1为本发明实施例1的组织分布图，其中（a）为铸棒的组织分布图，（b）为铝合金挤出棒的组织分布图。
[0017]图2为本发明实施例2的组织分布图，其中（c）为铸棒的组织分布图，（d）为铝合金挤出棒的组织分布图。
具体实施方式
[0018]本发明将通过以下实施例作进一步说明。[0019]实施例1。[0020]合金配料为：采用的7A09铝合金各元素质量百分比为：Cu：1.45%、Mg：2.35%、Cr：0.20%、Zn：5.4%、Si：0.23%、Fe：0.:26 %、Ti:0.05%、其他≤0.10%、Al：余量。[0021]合金熔炼为：熔炼温度将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，投料后搅拌加速熔化，控制在730℃，成分合格后精炼、扒渣，静置30min。[0022]LSPSF技术铸棒：LSPSF实验机的输送管转速控制为1.5 r/s，输送管倾角控制为30°，流入输送管的铝液温度控制为665℃，然后将流经LSPSF实验机后的铝液连铸成直径为110mm的铝棒。
[0023]均匀化退火处理为：均匀化退火处理在均质炉中进行，铝棒在455℃的温度之下保温24小时。[0024]铸棒、模具及挤压筒加热为：铸棒在炉中加热温度为380℃，模具及挤压筒的加热温度为420℃。
[0025]挤压生产：铸棒、模具及挤压筒加热完成后进行挤压，挤压后棒材直径为31mm，挤压速度为1.5m/min，挤压后棒材直接进行水冷。[0026]热处理：将7A09铝合金挤压棒材进行T6热处理，固溶处理的温度为460℃，保温2小时，淬火后进行时效，时效温度控制为140℃，保温时间为16小时，可以得到所需T6热处理后的7A09铝合金挤压棒材。
[0027]经过上述方法生产制造的7A09铝合金挤压棒材，表面光滑，无裂纹和弯曲 ，不存在裂纹、气泡、腐蚀斑点等缺陷，完全符合外观要求，如图1所示，组织、成分均匀，抗拉强度达到606MPa，规定非比例延伸应力达到557MPa，断后延伸率到达10.3%。[0028]实施例2。[0029]合金配料为：采用的7A09铝合金各元素质量百分比为：Cu：1.55%、Mg：2.5%、Cr：
4
CN 105525169 A
说 明 书
3/3页
0.21%、Zn：5.5%、Si：0.25%、Fe：0.:28 %、Ti:0.06%、其他≤0.10%、Al：余量。[0030]合金熔炼为：将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，投料后搅拌加速熔化，熔炼温度控制在740℃，成分合格后精炼、扒渣，静置20min。[0031]LSPSF技术铸棒：LSPSF实验机的输送管转速控制为2.0 r/s，输送管倾角控制为20°，流入输送管的铝液温度控制为675℃，然后将流经LSPSF实验机后的铝液连铸成直径为110mm的铝棒。
[0032]均匀化退火处理为：均匀化退火处理在均质炉中进行，铝棒在465℃的温度之下保温22小时。[0033]铸棒、模具及挤压筒加热为：铸棒在炉中加热温度为400℃，模具及挤压筒的加热温度为410℃。
[0034]挤压生产：铸棒、模具及挤压筒加热完成后进行挤压，挤压后棒材直径为33mm，挤压速度为2m/min，挤压后棒材直接进行水冷。[0035]热处理：将7A09铝合金挤压棒材进行T6热处理，固溶处理的温度为470℃，保温2小时，淬火后进行时效，时效温度控制为140℃，保温时间为16小时，可以得到所需T6热处理后的7A09铝合金挤压棒材。
[0036]经过上述方法生产制造的7A09铝合金挤压棒材，表面光滑，无裂纹和弯曲 ，不存在裂纹、气泡、腐蚀斑点等缺陷，完全符合外观要求，如图2所示，组织、成分均匀，抗拉强度达到608MPa，规定非比例延伸应力达到559MPa，断后延伸率到达10.1%。
5
CN 105525169 A
说 明 书 附 图
1/1页
图1
图2
6
