一種焊接性能優(yōu)異的鋁合金型材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種焊接性能優(yōu)異的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：Mg?3.5-4.5、Mn?1.2-2.6、Cr?0.5-1.0、Si?0.2-0.4、Fe?0.1-0.3、Cu?0.15-0.25、Zn?0.1-0.2、Ti?0.2-0.3、V?0.1-0.2、Zr?0.05-0.15、B?0.04-0.08、Ta?0.02-0.05、Be?0.01-0.03、Ce?0.015-0.025、Ho?0.005-0.01，余量為Al。本發(fā)明制得的鋁合金性能焊接性能優(yōu)異，力學(xué)性能優(yōu)良，熱膨脹系數(shù)低，焊接接頭具有強(qiáng)度高、抗應(yīng)力腐蝕性好，可鍛性好等優(yōu)點(diǎn)，用于焊接結(jié)構(gòu)不易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋等現(xiàn)象。
【專利說明】一種焊接性能優(yōu)異的鋁合金型材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接性能優(yōu)異的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，廣泛應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品的焊接結(jié)構(gòu)上。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，鋁合金型材的焊接性能，即焊接接頭的力學(xué)性能、抗裂性及抗應(yīng)力腐蝕性等性能，越來越不能滿足焊接結(jié)構(gòu)的性能要求，容易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋等現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種焊接性能優(yōu)異、強(qiáng)度高、抗應(yīng)力腐蝕性好的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:
一種焊接性能優(yōu)異的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:Mg3.5-4.5、Mn 1.2-2.6, Cr 0.5-1.0,Si0.2-0.4、Fe 0.1-0.3, Cu 0.15-0.25, Zn 0.1-0.2, Ti 0.2-0.3、V 0.1-0.2,Zr0.05-0.15, B 0.04-0.08, Ta 0.02-0.05, Be 0.01-0.03, Ce 0.015-0.025, Ho 0.005-0.01，余量為Al進(jìn)行配料，將爐料投入熔煉爐在745-765°C下進(jìn)行熔煉，加待爐料全部熔化，攪拌20-30min，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進(jìn)行精煉,精煉溫度為730-750°C，精煉時(shí)間為15-25min，扒渣后靜置20_30min，再調(diào)整溫度至715_735°C，鋁液中通70%N2+20%Ar+10Cl2多元混合氣體除氣精煉15_25min，氣體壓力為0.15-0.20atm,氣體流量為1.5-2.0 m3/min，靜置20_30min，使氧化渣充分上浮，扒渣后開始澆鑄；
(2)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術(shù)，鋁液出爐溫度為710-730°C，鑄造溫度為680-700°C,鑄造速度為100-120 mm/min,冷卻水壓為0.2-0.4MPa，冷卻水進(jìn)水口溫度不高于25°C，出水口水溫不高于45°C ；
(3)將鑄坯進(jìn)行均勻化處理:先以100-150°C/h升溫至220-260°C，保溫2_4h，再以70-900C /h 升溫至 420-450°C，保溫 3_6h，然后以 80_120°C /h 降溫至 180_220°C，保溫 2_3h，放入0-5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，然后取出型材以140-180°C /h升溫至320_360°C，保溫3-5h，再以60-80°C /h降溫至485-505°C，保溫5_10h，然后以120_160°C /h降溫至170-190°C，保溫l_2h，空冷至室溫；
(4)將均勻化處理后的鑄錠加熱至450-480°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420-460°C，擠壓筒預(yù)熱溫度415-435°C，擠壓速率為16_22m/min ；
(5)上述擠壓出來的鋁合金型材采用在線風(fēng)冷或水霧冷卻淬火，在線淬火后進(jìn)行時(shí)效處理:先以40-50°C /h升溫至80-90°C，保溫10_15h，空冷至室溫后以85_95°C /h升溫至170-190°C，保溫8-12h，再以50-60°C /h降溫至75-85°C，保溫12_16h，空冷至室溫后以90-1IO0C /h 升溫至 185-205°C，保溫 5-10h，再以 50_60°C /h 降溫至 85_95°C，保溫 10_15h，
空冷至室溫，經(jīng)表面處理、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:氯化鎂10-15、氯化鉀15-20、高爐礦渣4-8、火山灰5-10、螢石3_6、苦菱土 4_8、廢磚粉3_6、石墨粉2_5、白云石8-12、硫化錳2-3、納米氧化鋁2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5_1、三乙醇胺1_2 ；b.將螢石、苦菱土、白云石混合均勻，730-760°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I_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1200-1250°C煅燒I_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與高爐礦渣、火山灰、廢磚粉、石墨粉混合均勻，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，待用；c.將氯化鎂和氯化鉀混合均勻，加熱至780-810°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)明通過添加微量的T1、Zr、B、V等元素，不僅可以細(xì)化晶粒而改善塑性、韌性，并可顯著提高抗裂紋性能。本發(fā)明制得的鋁合金性能焊接性能優(yōu)異，力學(xué)性能優(yōu)良，熱膨脹系數(shù)低，焊接接頭具有強(qiáng)度高、抗應(yīng)力腐蝕性好，可鍛性好等優(yōu)點(diǎn)，用于焊接結(jié)構(gòu)不易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋等現(xiàn)象。
【具體實(shí)施方式】
[0007]—種焊接性能優(yōu)異的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:Mg3.5-4.5、Mn 1.2-2.6, Cr 0.5-1.0,Si0.2-0.4、Fe 0.1-0.3, Cu 0.15-0.25, Zn 0.1-0.2, Ti 0.2-0.3、V 0.1-0.2,Zr0.05-0.15, B 0.04-0.08, Ta 0.02-0.05, Be 0.01-0.03, Ce 0.015-0.025, Ho
0.005-0.01，余量為Al進(jìn)行配料，將爐料投入熔煉爐在750°C下進(jìn)行熔煉，加待爐料全部熔化，攪拌30min，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進(jìn)行精煉，精煉溫度為735°C，精煉時(shí)間為25min，扒渣后靜置30min，再調(diào)整溫度至720°C，鋁液中通70%N2+20%Ar+10Cl2多元混合氣體除氣精煉20min,氣體壓力為0.18atm,氣體流量為1.6 m3/min,靜置30min,使氧化渣充分上浮，扒渣后開始澆鑄；
(2)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術(shù)，鋁液出爐溫度為710V，鑄造溫度為690°C，鑄造速度為110 mm/min,冷卻水壓為0.3MPa，冷卻水進(jìn)水口溫度不高于25°C，出水口水溫不高于45°C ；
(3)將鑄坯進(jìn)行均勻化處理:先以120°C/h升溫至250°C，保溫3h，再以80°C /h升溫至430°C，保溫5h，然后以100°C /h降溫至220°C，保溫2h，放入2°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，然后取出型材以160°C /h升溫至340°C，保溫4h，再以70°C /h降溫至495°C，保溫8h，然后以140°C /h降溫至180°C，保溫lh，空冷至室溫；
(4)將均勻化處理后的鑄錠加熱至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430°C，擠壓筒預(yù)熱溫度420°C，擠壓速率為20m/min ；
(5)上述擠壓出來的鋁合金型材采用在線風(fēng)冷或水霧冷卻淬火，在線淬火后進(jìn)行時(shí)效處理:先以45°C /h升溫至90°C，保溫10h，空冷至室溫后以90°C /h升溫至185°C，保溫10h，再以55°C /h降溫至80°C，保溫14h，空冷至室溫后以105°C /h升溫至205°C，保溫7h，再以600C /h降溫至95°C，保溫10h，空冷至室溫，經(jīng)表面處理、精整、檢查驗(yàn)收、包裝即得成品。
[0008]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量(kg)的原料:氯化鎂12、氯化鉀18、高爐礦渣6、火山灰7、螢石5、苦菱土 8、廢磚粉4、石墨粉3、白云石8、硫化錳3、納米氧化鋁3、乙烯基三乙氧基硅烷0.6、三乙醇胺I ;b.將螢石、苦菱土、白云石混合均勻，760°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，1200°C煅燒2h，冷卻至室溫，粉碎，過150目篩與高爐礦渣、火山灰、廢磚粉、石墨粉混合均勻，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000rpm高速研磨15min，待用；c.將氯化鎂和氯化鉀混合均勻，加熱至810°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356Mpa，屈服強(qiáng)度為248Mpa，伸長率為15.6 %ο
【權(quán)利要求】
1.一種焊接性能優(yōu)異的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:Mg3.5-4.5、Mn 1.2-2.6, Cr 0.5-1.0,Si0.2-0.4、Fe 0.1-0.3, Cu 0.15-0.25, Zn 0.1-0.2, Ti 0.2-0.3、V 0.1-0.2,Zr0.05-0.15、B 0.04-0.08, Ta 0.02-0.05, Be 0.01-0.03, Ce 0.015-0.025、Ho0.005-0.01，余量為Al進(jìn)行配料，將爐料投入熔煉爐在745-765°C下進(jìn)行熔煉，加待爐料全部熔化，攪拌20-30min，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進(jìn)行精煉，精煉溫度為730-750°C，精煉時(shí)間為15-25min，扒渣后靜置20_30min，再調(diào)整溫度至715_735°C，鋁液中通70%N2+20%Ar+10Cl2多元混合氣體除氣精煉15_25min，氣體壓力為0.15-0.20atm,氣體流量為1.5-2.0 m3/min，靜置20_30min，使氧化渣充分上浮，扒渣后開始澆鑄； (2)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術(shù)，鋁液出爐溫度為710-730°C，鑄造溫度為680-700°C,鑄造速度為100-120 mm/min,冷卻水壓為0.2-0.4MPa，冷卻水進(jìn)水口溫度不高于25°C，出水口水溫不高于45°C ； (3)將鑄坯進(jìn)行均勻化處理:先以100-150°C/h升溫至220-260°C，保溫2_4h，再以70-900C /h 升溫至 420-450°C，保溫 3_6h，然后以 80_120°C /h 降溫至 180_220°C，保溫 2_3h，放入0-5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，然后取出型材以140-180°C /h升溫至320_360°C，保溫3-5h，再以60-80°C /h降溫至485-505°C，保溫5_10h，然后以120_160°C /h降溫至170-190°C，保溫l_2h，空冷至室溫； (4)將均勻化處理后的鑄錠加熱至450-480°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420-460°C， 擠壓筒預(yù)熱溫度415-435°C，擠壓速率為16_22m/min ； (5)上述擠壓出來的鋁合金型材采用在線風(fēng)冷或水霧冷卻淬火，在線淬火后進(jìn)行時(shí)效處理:先以40-50°C /h升溫至80-90°C，保溫10_15h，空冷至室溫后以85_95°C /h升溫至170-190°C，保溫8-12h，再以50_60°C /h降溫至75-85°C，保溫12_16h，空冷至室溫后以90-1IO0C /h 升溫至 185-205°C，保溫 5_10h，再以 50_60°C /h 降溫至 85_95°C，保溫 10_15h，空冷至室溫，經(jīng)表面處理、精整、檢查驗(yàn)收、包裝即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接性能優(yōu)異的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:氯化鎂10-15、氯化鉀15-20、高爐礦渣4-8、火山灰5-10、螢石3-6、苦菱土 4-8、廢磚粉3_6、石墨粉2_5、白云石8_12、硫化錳2-3、納米氧化鋁2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-1、三乙醇胺1-2 ；b.將螢石、苦菱土、白云石混合均勻，730-760°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，1200-1250°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與高爐礦渣、火山灰、廢磚粉、石墨粉混合均勻，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，待用；c.將氯化鎂和氯化鉀混合均勻，加熱至780-810°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】C22C21/08GK103710591SQ201310688498
【公開日】2014年4月9日 申請日期: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 申請人:蕪湖萬潤機(jī)械有限責(zé)任公司