[发明专利]一种5系铝合金材料的制造方法

说明书

本发明公开了一种5系铝合金材料的制造方法，属于铝合金技术领域。所述的5系铝合金材料是经过熔炼、二级均质处理、挤压、风冷处理、拉伸矫直、时效热处理等步骤制成的。本发明制得的5系铝合金材料的抗拉强度达到482.6MPa以上，屈服强度达到349.8MPa以上、延伸率达到14.9%以上，显著优于现有技术制得的5系铝合金材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率，同时，包括疲劳强度、耐磨程度以及抗腐蚀特性能等在内的综合性能也显著优于现有技术。且制备成本低，可广泛应用于高铁、汽车及舰船用铝合金型材领域。

技术领域

本发明属于铝合金制备技术领域，具体涉及一种5系铝合金材料的制造方法。

背景技术

在高铁、汽车及舰船用铝合金型材领域，铝合金种类一般为5系铝合金，因为海洋中的使用环境为高腐蚀环境，对合金型材的耐腐蚀性能要求严格。然而，5系铝合金中Mg含量较高，这会导致5系合金的可锻造能力显著低于其他系列的铝合金，如2系和6系等。

中国专利申请文献“一种高镁5系铝合金箱体模锻方法（申请公布号：CN111545695A） ”公开了一种高镁5系铝合金箱体模锻方法，高镁5系铝合金为镁的重量百分比大于4.5％的5系铝合金，所述模锻方法主要包括以下步骤：1 ）合金铸造；2 ）均质处理；3）模锻：4 ）稳定化处理；5 ）机械加工。采用该方法克服高镁5系铝合金模锻工艺瓶颈，生产的高镁5系铝合金箱体，力学性能优异，箱体表面质量好，尺寸稳定，箱体成品率高，成本低。但是该配方制得的5系铝合金材料存在着抗拉强度和屈服强度较差等问题，不能满足应用要求。

本领域对5系铝合金的需求、应用和研究较多，但是鉴于5系铝合金型材的材料和制备方法不能满足快速增长的材料需要，需要各项性能参数更优更均衡的5系铝合金及更好的制备方法。

发明内容

本发明提供一种5系铝合金材料的制造方法，以解决现有技术制得的5系铝合金材料存在着抗拉强度和屈服强度较差等问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种5系铝合金材料的制造方法，包括以下步骤：

S1：按配比将5系铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将液态铝合金熔铸为铝合金圆铸锭；铝合金熔炼过程中采用超声辅助手段，超声波频率为0.6-0.9MHz，功率密度为0.3-0.34W/cm²；

S2：将铝合金圆铸锭进行二级均质处理；

S3：将步骤S2均质化处理后的铝合金圆铸锭置于挤压机中进行挤压，其中铝合金铸锭采用分段梯度加热方式加热；挤压筒头部的加热温度为478-485℃，中部的加热温度为465-472℃，尾部的加热温度为456-463℃；挤压模具温度为452-465℃，铝合金铸锭挤压速度控制在2-3m/min，得到铝合金型材；

S4：将步骤S3制得的铝合金型材进行风冷处理；

S5：将步骤S4制得的冷却后的铝合金型材经牵引矫直机进行拉伸矫直，将拉伸矫直后的铝合金型材停放后定尺锯切；

S6：将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效热处理，制得5系铝合金材料，所述5系铝合金材料，以质量百分比计，其组成为：Si≤0.3%、Fe≤0.3%、Cu≤0.1%、Mn 0.8-1.0%、Mg 6.2-6.7%、Zn≤0.2%，Ti≤0.1%、Mo 0.06-0.09%、Ta 0.05-0.1%、Er 0.1-0.2%、Zr 0.1-0.2%，其余为Al和其他不可避免的杂质元素，其中Er+Zr用量为0.3-0.4%。

进一步地，所述步骤S1中炉内压力为0.58-0.72MPa。

进一步地，所述步骤S1中铝合金熔炼过程中采用超声辅助手段，超声波频率为0.8MHz，功率密度为0.33W/cm²。