本发明专利技术公开了一种高强高韧铝合金型材，按重量百分数包括如下组分：Mg 0.6‑0.9％、Si 0.6‑0.8％、Fe 0.15‑0.35％、Cu 0.06‑0.2％、Mn 0.1‑0.3％、Cr 0.08‑0.13％、Re 0.07‑0.12％、Zr 0.06‑0.12％、Sc 0.03‑0.06％、Ti 0.02‑0.06％、余量为Al，并按如下步骤制备：将原料熔炼后进行浇铸，均匀化处理后置于挤压机上挤压，挤压结束后在线风冷淬火，此后进行时效处理，再进行表面处理，得到所述高强高韧铝合金型材。本发明专利技术提出的一种高强高韧铝合金型材，其强度高，韧性好，且用其制成的产品不易变形、变色，使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金
，尤其涉及一种高强高韧铝合金型材。
技术介绍
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。因其密度低，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，具有优良的导电性、导热性、抗蚀性等性能，可加工成各种型材，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。随着现代工业的迅速发展，对铝合金型材的强度和韧性提出了更高的要求。因此，亟需开发一种同时具有高强度高韧性的铝合金型材。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高强高韧铝合金型材，其强度高，韧性好，且用其制成的产品不易变形、变色，使用寿命长。本专利技术提出的一种高强高韧铝合金型材，其按重量百分数包括如下组分：Mg0.6-0.9％、Si0.6-0.8％、Fe0.15-0.35％、Cu0.06-0.2％、Mn0.1-0.3％、Cr0.08-0.13％、Re0.07-0.12％、Zr0.06-0.12％、Sc0.03-0.06％、Ti0.02-0.06％、余量为Al，并按照如下步骤制备：S1、将铝锭加入熔炼炉中，升温至730-760℃后加入Al-Fe中间合金，继续升温至760-800℃，加入Al-Si、Al-Cu、Al-Mn中间合金搅拌20-25min，然后加入Al-Cr中间合金搅拌5-10min，再加入Al-Re、Al-Zr、Al-Sc、Al-Ti中间合金搅拌10-15min，降温至710-730℃后加入Mg锭搅拌5-10min，再加入精炼剂并通入体积比为3-4:1-2:0.5-1.5:1的N2+Ar+CO+Cl2的多元混合气体，气体压力为0.15-0.2atm，气体流量为3.6-4.2m3/h，通气时间为15-30min，静置20-25min后扒渣，取样进行炉前分析，调整各组分含量在上述配方范围内，得到铝液；S2、将S1得到的铝液升温至730-750℃后浇注到金属铸模内，采用连续铸造得到铸锭，铸造温度为700-710℃，铸造速度为105-115mm/min，冷却水压为0.2-0.3MPa，冷却水进水口水温不高于20℃，出水口水温不高于40℃；S3、将S2得到的铸锭进行均匀化处理，先以120-160℃/h的升温速率升温至280-320℃，保温1-3h，然后以10-20℃/h的升温速率升温至510-530℃，保温5-10h，再以50-80℃/h的降温速率降温至220-250℃，保温1-3h，放入0-5℃冰盐水中冷却至50℃以下；S4、将经S3均匀化处理后的铸锭以50-100℃/h的升温速率预热至480-520℃，再利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为450-480℃，挤压筒预热温度为510-530℃，挤压速率为22-30m/min；S5、将S4挤出成型后的型材坯件采用在线风冷淬火，在线风冷淬火后进行时效处理，先以20-30℃/h的升温速率升温至120-150℃，保温5-10h，再以40-50℃/h的升温速率升温至200-230℃，保温5-10h，然后以60-70℃/h的降温速率降温至70-80℃，保温10-15h，空冷至室温后再以50-60℃/h的升温速率升温至160-180℃，保温5-10h，接着以30-40℃/h的降温速率降温至80-100℃，保温10-15h，空冷至室温后再以80-90℃/h的升温速率升温至120-140℃，保温5-10h，空冷至室温，然后经表面处理后得到所述高强高韧铝合金型材。优选地，S1中，Mg、Si的重量配比为1-1.1，Mg、Si的重量百分数之和为1.3-1.5％。优选地，S1中，所述精炼剂按重量百分含量包括：氟硅酸钠10-15％、冰晶石10-15％、无水硼砂5-10％、硝酸钠10-20％、氯化钠20-30％、氯化钾25-35％、二氧化钛1-5％；优选地，所述精炼剂的用量为所述铝液质量的0.1-0.3％。优选地，S1中，铝液中的氢含量为0.05-0.1ml/100g。优选地，S2中，将S1得到的铝液浇注到金属铸模内时，还包括向铝液中加入晶粒细化剂，所述晶粒细化剂为Al-5％Ti-1％B。优选地，S3中，将S2得到的铸锭进行均匀化处理，先以140-150℃/h的升温速率升温至290-310℃，保温1-2h，再以14-16℃/h的升温速率升温至515-525℃，保温7-8h，然后以60-70℃/h的降温速率降温至230-240℃，保温2-3h，放入0-3℃冰盐水中冷却至40℃以下。优选地，S4中，将经S3均匀化处理后的铸锭以70-80℃/h的升温速率预热至490-510℃，再利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为460-470℃，挤压筒预热温度为515-525℃，挤压速率为24-28m/min。优选地，S5中，将S4挤出成型后的型材坯件采用在线风冷淬火，风速为5-10m/s，大风量冷却，冷却速度为45-55℃/h。优选地，S5中，进行时效处理时，先以24-26℃/h的升温速率升温至130-140℃，保温7-8h，再以44-46℃/h的升温速率升温至210-220℃，保温7-8h，然后以64-66℃/h的降温速率降温至74-76℃，保温12-13h，空冷至室温后再以54-56℃/h的升温速率升温至165-175℃，保温7-8h，接着以34-36℃/h的降温速率降温至85-95℃，保温12-13h，空冷至室温后再以82-86℃/h的升温速率升温至125-135℃，保温6-7h，空冷至室温。优选地，S5中，表面处理包括依次进行脱脂，碱洗，水冲洗，出光，水冲洗，阳极氧化，封孔，干燥处理；优选地，阳极氧化溶液包括2-2.4mol/L的丙二酸，阳极氧化温度为13-17℃，阳极氧化时间为4-8h，电压为100-105V，阴极材料为石墨板，电流为15-20mA/cm2。本专利技术提出的一种高强高韧铝合金型材，首先对合金成分进行了优化，通过对合金中Mg元素和Si元素的用量配比进行限定，在保证使合金中所有Mg能形成Mg2Si相以发挥Mg的强化作用的同时，随着Si含量的增加，合金的晶粒变得细小，合金的流动性增大，铸造性能提高，热处理强化效果增大，型材的强度得到显著提高，为最终合金强度的提升奠定基础；适量Fe、Mn元素的加入则可以在合金中形成A1(MnFe)3Si相，其对于提高合金韧性具有显著的效果，为最终合金韧性的提升奠定基础；微量Cr的加入可以改善Al-Mg-Si合金的铸态组织，在铸锭均匀化处理过程中，形成含Mn、Cr的第二相Al(MnFe)Si和Al(MnCrFe)Si颗粒，其可以加速β-FeAlSi相向尺度较小的粒状的α-FeAlSi相转化，不仅减少了粗大结晶相对合金性能的不利影响，而且含Mn、Cr相的弥散质点可阻止合金热挤压过程中的再结晶，有利于得到纤维状组织，并促进细小时效强化相的析出，从而强化了合金；稀土Re的加入不仅可以净化去氢、氧、氮、碳等，通过产生稀土氢化物的方式去除氢的有害作用，而且细化晶粒，产生稀土高熔点化合物成为晶核核心，对于改善合金性能具有显著效果；Zr、Sc可形成细小的Al3Zr、Al3Sc金属间化合物，二者呈弥散质点存在时本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强高韧铝合金型材，其特征在于，其按重量百分数包括如下组分：Mg 0.6‑0.9％、Si 0.6‑0.8％、Fe 0.15‑0.35％、Cu 0.06‑0.2％、Mn 0.1‑0.3％、Cr 0.08‑0.13％、Re 0.07‑0.12％、Zr 0.06‑0.12％、Sc 0.03‑0.06％、Ti 0.02‑0.06％、余量为Al，并按照如下步骤制备：S1、将铝锭加入熔炼炉中，升温至730‑760℃后加入Al‑Fe中间合金，继续升温至760‑800℃，加入Al‑Si、Al‑Cu、Al‑Mn中间合金搅拌20‑25min，然后加入Al‑Cr中间合金搅拌5‑10min，再加入Al‑Re、Al‑Zr、Al‑Sc、Al‑Ti中间合金搅拌10‑15min，降温至710‑730℃后加入Mg锭搅拌5‑10min，再加入精炼剂并通入体积比为3‑4:1‑2:0.5‑1.5:1的N2+Ar+CO+Cl2的多元混合气体，气体压力为0.15‑0.2atm，气体流量为3.6‑4.2m3/h，通气时间为15‑30min，静置20‑25min后扒渣，取样进行炉前分析，调整各组分含量在上述配方范围内，得到铝液；S2、将S1得到的铝液升温至730‑750℃后浇注到金属铸模内，采用连续铸造得到铸锭，铸造温度为700‑710℃，铸造速度为105‑115mm/min，冷却水压为0.2‑0.3MPa，冷却水进水口水温不高于20℃，出水口水温不高于40℃；S3、将S2得到的铸锭进行均匀化处理，先以120‑160℃/h的升温速率升温至280‑320℃，保温1‑3h，然后以10‑20℃/h的升温速率升温至510‑530℃，保温5‑10h，再以50‑80℃/h的降温速率降温至220‑250℃，保温1‑3h，放入0‑5℃冰盐水中冷却至50℃以下；S4、将经S3均匀化处理后的铸锭以50‑100℃/h的升温速率预热至480‑520℃，再利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为450‑480℃，挤压筒预热温度为510‑530℃，挤压速率为22‑30m/min；S5、将S4挤出成型后的型材坯件采用在线风冷淬火，在线风冷淬火后进行时效处理，先以20‑30℃/h的升温速率升温至120‑150℃，保温5‑10h，再以40‑50℃/h的升温速率升温至200‑230℃，保温5‑10h，然后以60‑70℃/h的降温速率降温至70‑80℃，保温10‑15h，空冷至室温后再以50‑60℃/h的升温速率升温至160‑180℃，保温5‑10h，接着以30‑40℃/h的降温速率降温至80‑100℃，保温10‑15h，空冷至室温后再以80‑90℃/h的升温速率升温至120‑140℃，保温5‑10h，空冷至室温，然后经表面处理后得到所述高强高韧铝合金型材。...
【技术特征摘要】
1.一种高强高韧铝合金型材，其特征在于，其按重量百分数包括如下组分：Mg0.6-0.9％、Si0.6-0.8％、Fe0.15-0.35％、Cu0.06-0.2％、Mn0.1-0.3％、Cr0.08-0.13％、Re0.07-0.12％、Zr0.06-0.12％、Sc0.03-0.06％、Ti0.02-0.06％、余量为Al，并按照如下步骤制备：S1、将铝锭加入熔炼炉中，升温至730-760℃后加入Al-Fe中间合金，继续升温至760-800℃，加入Al-Si、Al-Cu、Al-Mn中间合金搅拌20-25min，然后加入Al-Cr中间合金搅拌5-10min，再加入Al-Re、Al-Zr、Al-Sc、Al-Ti中间合金搅拌10-15min，降温至710-730℃后加入Mg锭搅拌5-10min，再加入精炼剂并通入体积比为3-4:1-2:0.5-1.5:1的N2+Ar+CO+Cl2的多元混合气体，气体压力为0.15-0.2atm，气体流量为3.6-4.2m3/h，通气时间为15-30min，静置20-25min后扒渣，取样进行炉前分析，调整各组分含量在上述配方范围内，得到铝液；S2、将S1得到的铝液升温至730-750℃后浇注到金属铸模内，采用连续铸造得到铸锭，铸造温度为700-710℃，铸造速度为105-115mm/min，冷却水压为0.2-0.3MPa，冷却水进水口水温不高于20℃，出水口水温不高于40℃；S3、将S2得到的铸锭进行均匀化处理，先以120-160℃/h的升温速率升温至280-320℃，保温1-3h，然后以10-20℃/h的升温速率升温至510-530℃，保温5-10h，再以50-80℃/h的降温速率降温至220-250℃，保温1-3h，放入0-5℃冰盐水中冷却至50℃以下；S4、将经S3均匀化处理后的铸锭以50-100℃/h的升温速率预热至480-520℃，再利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为450-480℃，挤压筒预热温度为510-530℃，挤压速率为22-30m/min；S5、将S4挤出成型后的型材坯件采用在线风冷淬火，在线风冷淬火后进行时效处理，先以20-30℃/h的升温速率升温至120-150℃，保温5-10h，再以40-50℃/h的升温速率升温至200-230℃，保温5-10h，然后以60-70℃/h的降温速率降温至70-80℃，保温10-15h，空冷至室温后再以50-60℃/h的升温速率升温至160-180℃，保温5-10h，接着以30-40℃/h的降温速率降温至80-100℃，保温10-15h，空冷至室温后再以80-90℃/h的升温速率升温至120-140℃，保温5-10h，空冷至室温，然后经表面处理后得到所述高强高韧铝合金型材。2.根据权利要求1所述的高强高韧铝合金型材，其特征在于，S1中，Mg、...
【专利技术属性】
技术研发人员：付建华，
申请(专利权)人：安徽省煜灿新型材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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