[发明专利]一种铝型材的热加工方法及由其制备的铝型材有效

专利信息
申请号: 202010225307.7 申请日: 2020-03-26
公开(公告)号: CN111408630B 公开(公告)日: 2021-11-02
发明(设计)人: 熊明华 申请(专利权)人: 苏州铭德铝业有限公司
主分类号: B21C29/00 分类号: B21C29/00;B21C31/00;C22C21/02;C22C21/08;C22C21/14;C22C21/16;C22C21/00
代理公司: 北京大成律师事务所 11352 代理人: 李佳铭;王芳
地址: 215143 江苏省苏州市*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 铝型材 热加工 方法 制备
【说明书】:

本申请提供一种铝型材的热加工方法及由其制备的铝型材,所述加工方法包括步骤:将铝棒送入加热炉中加热至430℃‑560℃出炉,控制所述铝棒的升温速率>500℃/h;将从加热炉出炉后的铝棒送入高温炉中加热保温,加热保温温度为500℃‑650℃且大于铝棒出加热炉的出炉温度,加热保温时间为2min‑20h;以及将从高温炉出炉后的铝棒挤压成型。本申请的加热炉的加热温度高且可以精准控制加热温度,且升温速率高;此外,高温炉的保温温度高,且高温炉内的每一铝棒的保温温度和保温时间可以精准控制。通过本申请的加热炉和高温炉的热加工之后,铝棒温差小于5℃,并且可以实现合金强化相的充分回溶,以及有效控制含Mn相的析出。

技术领域

本申请涉及机械加工技术领域,尤其涉及铝型材的热加工方法及由其制备的铝型材。

背景技术

铝合金挤型材在生产过程中,对于铝棒的加热研究较少,普通6系铝型材对组织的控制,第二相溶解析出的控制要求不高,传统的铝棒加热方式完全可以满足要求。随着合金的更新换代,以及型材的使用领域拓展,对于型材的品质要求越来越高,不仅需要控制常规的力学性能,而且需要调控型材的组织,尤其是第二相的溶解析出控制。

目前传统的铝棒加热方式主要为以下三种:

1、工频炉加热。图1为现有技术中的工频炉加热方式的流程原理示意图,铝棒10以单层纵向方式进入工频炉20,先在工频炉20的升温区21进行加热升温,使铝棒10从室温25℃加热到550℃,用时约1h,升温速率>500℃/h,可以实现铝棒10的快速升温;然后在工频炉20中的保温区22进行保温,可以控制保温区保温温度,保温温度<560℃,但是,工频炉一旦成型,由于工频炉加热能力限制,导致保温区本身较短,再加上铝棒的单层纵向保温方式,连续挤压时,铝棒处保温区时间很短,无法调整铝棒保温时间,保温时间<15min。因此,铝棒10出炉后的温度不均匀,铝棒10表面与心部温差超过10℃,无法实现高合金元素的合金(例如Mg、Si含量超过1.0wt%,Cu含量超过0.5wt%等)强化相的充分回溶,无法发挥合金的最大固溶强化。

2、燃气炉加热。图2为现有技术中的燃气炉加热方式的流程原理示意图,铝棒10以多层横向方式进入燃气炉30,铝棒10从室温25℃加热到500℃,升温速率慢,<300℃/h,高温段保温温度较低,温度<500℃,无法实现高合金元素的合金(例如Mg、Si含量超过1.0wt%,Cu含量超过0.5wt%等)强化相的充分回溶,若合金含有一定量的Mn元素(例如Mn含量超过0.2wt%),无法有效的控制含Mn相的析出。而且,一旦设备成型无法调整高温保温时间,为达到温度的均匀性,保温时间一般较长,如加热和保温时间超过3h。

3、燃气炉+永磁炉/感应炉加热。图3为现有技术中的燃气炉+永磁炉/感应炉加热方式的流程原理示意图,铝棒10以单层纵向方式进入燃气炉30,铝棒10从室温25℃加热到430℃,用时约50min,升温速率516℃/h;铝棒10以430℃从燃气炉出炉后,以单根纵向方式进入永磁炉或感应炉40以实现铝棒10快速升温(用时约5min),但是,永磁炉或感应炉40的加热温度最高为530℃,即高温段加热温度仍然不够高,且温度达到530℃后,铝棒10即出炉,无高温保温过程。而且,出炉后铝棒10温度不均匀,铝棒表面与心部温差超过15℃,由于铝棒温差较大,造成型材截面组织的不均匀性,无法实现高合金元素的合金(例如Mg、Si含量超过1.0wt%,Cu含量超过0.5wt%等)强化相的充分回溶,若合金含有一定量的Mn元素(例如Mn含量超过0.2wt%),无法有效的控制含Mn相的析出。

由于传统的铝棒加热方式存在各自的局限性,传统的铝棒加热方式已经不能很好的应对高端产品的生产要求,因而有必要开发一种新型的铝棒加热工艺,以应对越来越高的产品品质要求。

发明内容

为解决现有技术中的铝棒加热温度不够高、无法精准控制铝棒的高温保温温度、以及铝棒的高温保温时间较短,从而导致出炉后的铝棒温差较大,合金强化相无法充分回溶以及无法有效控制含Mn相的析出,本发明的第一个方面提供一种铝型材的热加工方法,包括步骤:

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