[发明专利]一种导电铝合金型材的制造方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及铝合金型材制造技术领域，尤其涉及一种导电铝合金型材的制造方法。

背景技术

6系铝合金以其中等强度、良好的抗腐蚀性、抛光性、阳极氧化着色性在轨道交通用导电轨材料、电脑CPU散热片、导电零部件上得到广泛应用。同时，因铝合金具有的良好的导电性能，大量使用于轨道列车的导电轨型材、导线材料、导电电极、导电排等。而铝合金材料中的杂质、制造过程中造成的宏观和微观组织缺陷都会影响铝合金的导电性能。

6063及6101铝合金为常用的导电铝合金材料。6系铝合金为热处理可强化合金，主要强化相为Mg₂Si第二相。型材挤压生产后经过时效热处理，使第二相在基体内均匀地弥散析出时，可明显提高其强度。但合金元素的加热，亦会降低合金的导电率。为使合金同时保持较高的强度和良好的导电性能，可通过控制Mg和Si的含量，使两者尽量以第二相形式在基体中析出而不以单质形式存在，并使Mg₂Si相以弥散质点的形式存在，可提高其强度亦不会严重降低其导电性能。因此，铝合金成分控制和第二相形态控制尤为重要。

目前，6系铝合金制造过程中的时效热处理温度在175-210℃之间，保温时间为6-8h；此种时效热处理方式所获得的型材产品的导电率在48-54%IACS（International Annealing Copper Standard，国际退火铜标准），仍有一定的提高空间。

发明内容

本发明实施例提供了一种导电铝合金型材的制造方法，可制得抗拉强度高、导电率高、塑性亦较好的铝合金型材。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种导电铝合金型材的制造方法，包括铸锭成分控制、熔铸、挤压、淬火、时效热处理步骤，在所述铸锭成分控制步骤中，Si与Mg的重量比在1.1-1.4之间；所述淬火步骤中型材的入水温度为520~530℃，冷却速度为180-350℃/min。

进一步地，所述时效热处理步骤中的时效温度为160-180℃，保温时间为10-16个小时。 

进一步地，所述时效热处理步骤中的升温速度为0.8-1.5℃/min。

进一步地，所述淬火步骤中的淬火方式为喷水。

进一步地，所述熔铸过程为：将原材料按照比例加入到熔炼炉，在740-760℃温度范围内进行加热熔炼；液化后进行充分搅拌超过30min，并拔除表面的熔渣；将铝液以65-80mm/min的速度进行铸造，并以喷水的方式快速冷却到室温；再加热到545-565℃温度范围内进行保温12-24h。

进一步地，所述挤压步骤中，铸锭的加热温度设定在490~500℃之间；挤压速度约为10.0m/min。

进一步地，所述铸锭成分控制各合金元素的重量百分比为：Si:0.4~0.55%; Mg:0.55~0.7%; Fe:≤0.2%; Cu:<0.1%; Mn:<0.1%; Cr:<0.1%; Zn:0.01~0.03%; Ti: 0.01~0.05%;剩余含量为Al。

与现有的技术相比，本发明的制造方法中原料的Si与Mg的重量比可使Mg元素完全形成Mg2Si第二相，避免Mg过剩而以金属形式存在，并且采用较低温较长时间进行时效处理保证第二相的充分析出；使Si形成Mg₂Si后仍过剩量0.2-0.3%，可以增加型材的强度；采用喷水的方式淬火，使得型材快速冷却，获得较高的过饱和度；采用低于传统的时效温度约15℃的工艺下时效处理更长时间，使得Mg₂Si均匀析出，起到提高型材强度但不降低其导电率的作用。因此本发明制得的型材抗拉强度大于245MPa，硬度大于80 HB，导电率大于55%IACS。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例通过有效控制铝合金成分，使用较高的冷却速度对淬火后的型材进行冷却，随后在较低的时效温度进行较长时间保温，从而获得较高的铝合金型材力学性能和导电率。

以下为具体实施例。

实施例一、