[发明专利]可高速挤压成型的铝合金材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金，特别是一种适用于高速挤压的铝合金材料及制备方法。

背景技术

在用于挤压生产的铝合金中，用途最为广泛的是6063合金。但是，该合金由于脆性相β-AlFeSi、粗大的Mg₂Si、过剩的Mg或Si、等存在，导致对速度敏感的各类挤压材表面缺陷极易产生，如凹点、麻面、模痕等，因此，不得不用较低的挤压速度，换取满意的挤压材表面。这样使得生产效率很低，产品的生产成本很高。

发明内容

本发明的目的是针对现有6063铝合金存在的上述缺陷，在现有6063铝合金的基础上，通过改变元素含量，制备出一种可高速挤压成型、并且高速挤压获得的型材能满足相应要求的铝合金材料。

本发明可高速挤压成型的铝合金材料是在现有6063铝合金的基础上，通过增加Mn和Cu，并对Mg、Si的含量进行调整而制得的，按重量计，其含有：

0.11～0.15％Mn，    0.11～0.15％Cu，

0.38～0.46％Si，    0.47～0.55％Mg，

0～0.25％Fe，    0～0.02％Cr，

0～0.02％Zn，    0～0.02％Ti，

余量为Al。

上述可高速挤压成型的铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

a、在熔炉内加入铝锭，熔化，使熔液的温度达到750℃±10℃；

b、按权利要求1中的配比依次加入Si、Cu、Mn、Mg或它们的中间合金；

c、搅拌10分钟左右，加入打渣剂，再次搅拌10～15分钟，扒渣；

d、对炉内熔液进行成分分析，若熔液成分满足权利要求1中的成分要求则执行步骤e，否则调整相应元素的含量并转至步骤c；

e、将熔液转入精炼炉，加精炼剂，在740℃±5℃下精炼15～20分钟；

f、扒渣，静置30～60分钟；

g、铸造；

h、高温均匀化处理，将铸造制得的铸棒放入高温炉，升温至580℃±10℃，保持该温度1.5小时，然后以不小于350℃/小时的速度冷却，铸棒温度降至室温后，出炉，即制得铝合金棒材。

在步骤g的铸造工序中，在熔液流经流槽时，加入AlTiB丝。ALTIB丝中的AL₃TI、TIB₂在铝凝固时形成异质晶核的形核基底，同时引起凝固过程的成分过冷，大大增加了形核率，提高了形核速度，使结晶组织更为细化。

用上述制得的铝合金棒材挤压铝合金型材时，挤压前对铝合金棒材加热使铝合金棒材温度为450～500℃，加热时间为3～30分钟。

Mn的加入，大大加速了铸棒均匀化处理时β-AlFeSi向α-AlFeSi的转化过程，转化率大幅提高，减少了脆性相的存在。

Cu的加入，可降低挤压时的变形抗力，并抵消由于Mn加入导致材料的各向异性。

Mg、Si比例的调整，使合金中Mg₂Si的量控制在一定范围内，Si适当过剩，以平衡Fe、Mn、Cu的影响。平衡的Mg、Si量，无Mg、Si的过剩，或有少量的Si过剩，不会降低Mg＜Si的固溶能力，不易形成粗大的Mg₂Si相。

由于合金材料的脆性相、粗大相减少，变形抗力降低，挤压性能改善，速度敏感性的表面缺陷如凹点、麻点、模痕等减少，挤压速度提高。

经实验证明，用本发明铝合金材料挤压成型断面号为AD2359的型材，铸棒加热温度480℃，挤压速度40m/min，挤压制得型材的表面无明显的挤压痕、粗糙、凹点、麻面等表面缺陷，氧化后具有良好的金属光泽，质量符合要求。而采用原6063铝合金挤压成型断面号为AD2359的型材，铸棒加热温度480℃，只有挤压速度不超过25m/min才能保证挤压制得型材的表面质量符合要求。可见，与现有6063铝合金相比，用本发明铝合金材料挤压型材的速度能够极大地提高，能够大幅提高铝合金型材的生产效率。

具体实施方式

本发明铝合金的成分配比见表1。

表1合金成分配比表(表中含量均为重量百分含量)

本发明铝合金的制备方法包括熔铸和高温均匀化处理。