一种高速动车用Al‑Mg‑Si合金型材制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高速动车用Al‑Mg‑Si合金型材制备方法，涉及铝合金型材的制备技术领域，将折弯型材生产工艺由原来的：挤压—在线淬火—折弯—人工时效，调整为：挤压—在线淬火—低温预时效处理—折弯—人工时效，通过新增的低温预时效处理使型材强度保持在较低水平，同时在一定的温度范围内在较长的时间内强度不会随停放时间的增加而增加，解决了现有技术中Al‑Mg‑Si合金在淬火后随停放时间的延长，强度会增加，导致折弯难度增加，无法保证折弯精度的问题。

Al Mg Si alloy for high speed train preparation method

The invention discloses Al Mg Si alloy for high speed train preparation method, preparation technical field relates to Aluminum Alloy profiles, the bending profiles from the original production process: extrusion bending quenching and artificial aging online, online adjustment: extrusion - quenched and low temperature pre - bending - aging treatment artificial aging, through low temperature pre aging treatment increased the section strength remained at a low level, while the intensity in a certain range of temperature within a long time with no parking time increases, to solve the Al Mg Si alloy in the prior art, after quenching with parking time, strength will increase. To increase the difficulty of bending, can not guarantee the precision of bending problems.

【技术实现步骤摘要】
一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法
本专利技术涉及铝合金型材的制备
，尤其涉及一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法。
技术介绍
Al-Mg-Si合金型材强度适中、容易折弯、焊接性能优良，广泛应用于轨道交通领域。今年以来我国开始研发的集中动力型动车车体全部采用Al-Mg-Si合金型材结构，为了减小空气阻力，动车车头采用流线型设计，使得部分长型材需要进行局部折弯，折弯型材长度超过20米，外接圆直径超过700毫米，折弯难度极大。目前工业化生产折弯型材的工艺路线一般为：挤压—在线淬火—折弯—人工时效，而由于Al-Mg-Si合金在淬火后随停放时间的延长，强度会增加，导致折弯难度增加，无法保证折弯精度。同时，如果是不同时间生产的型材，由于停放时间不一样，强度有所差异，如在同一时间进行折弯，会导致折弯效果有差异，需要做大量的工艺调整。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提供一种能够让高速动车用Al-Mg-Si型材强度在淬火后稳定在较低的水平的型材制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法，包括有以下步骤：（一）挤压：铸造的铝合金铸锭为Al-Mg-Si合金铸锭，所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.5-0.9%，Mg：0.4-0.7%，Mn≤0.5%，Fe≤0.35%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr≤0.3%、Zn≤0.2%、Cu≤0.3%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Hf≤0.15%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质；待所述Al-Mg-Si合金铸锭以及模具加热完成，挤压筒到温之后上模进行挤压，挤压速度控制在1-4m/min；（二）在线淬火：型材淬火区入口温度为480-530℃，通过风冷或者水冷的方式使型材冷却，冷却速度为1-10℃/s；（三）低温预时效处理：时效温度为40-80℃，保温时间为3-72h。优选的是，所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.5-0.7%，Mg：0.4-0.55%，Mn≤0.4%，Fe≤0.3%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr≤0.2%、Zn≤0.1%、Cu≤0.2%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Hf≤0.15%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质。优选的是，所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.7-0.9%，Mg：0.55-0.7%，Mn≤0.4%，Fe≤0.3%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr≤0.3%、Zn≤0.2%、Cu≤0.3%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Hf≤0.15%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质。优选的是，还包括步骤（四）折弯和步骤（五）人工时效；所述的步骤（四）折弯为使用常规工艺将型材折弯；所述的步骤（五）人工时效为将折弯后的型材进行时效处理，时效温度100-200℃，保温时间6-20h。优选的是，步骤（一）挤压中，所述Al-Mg-Si合金铸锭加热完成温度为480-520℃，所述模具加热完成温度为490-510℃，所述待挤压筒到温温度为440-460℃。优选的是，步骤（二）在线淬火中，型材的冷却速度为3-7℃/s。优选的是，步骤（二）在线淬火中，型材的冷却速度为5℃/s。优选的是，步骤（三）低温预时效处理中，时效温度为50-70℃，保温时间为8-60h。优选的是，步骤（三）低温预时效处理中，时效温度为55-65℃，保温时间为24-40h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法，适用的Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.5-0.9%，Mg：0.4-0.7%，Mn≤0.5%，Fe≤0.35%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr≤0.3%、Zn≤0.2%、Cu≤0.3%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Hf≤0.15%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质；本专利技术将折弯型材生产工艺由原来的：挤压—在线淬火—折弯—人工时效，调整为：挤压—在线淬火—低温预时效处理—折弯—人工时效，配合特定的合金组分，通过新增的低温预时效处理使型材强度保持在较低水平，其原理如下：该Al-Mg-Si合金时效过程中第二相转化过程如下：GP区—针状Mg2Si非平衡相—棒状Mg2Si非平衡相—片状平衡Mg2Si相；传统工艺下，在线淬火后，在随后的停放过程中，会有部分第二相逐渐析出，形成尺寸大小不一的GP区，部分大尺寸的GP区转化为少量的Mg2Si强化相，从而使强度提高；本专利采用低温预时效的方法，使得第二相充分转化为弥散分布GP区，这种尺寸较小且弥散分布的GP区，不易于自发长大形成Mg2Si强化相，因此，不会导致强度的提高，在较长的时间内强度不会随停放时间的增加而增加，从而保证后续折弯性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例1提供的一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法的工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1请参照图1，本实施例提供一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法，包括有以下步骤：（一）挤压（S1）：使用山西太原重型机械集团有限公司制造的7500MN单动短行程挤压机，挤压筒直径460mm；铸造的铝合金铸锭为Al-Mg-Si合金铸锭，Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.7%，Mg：0.55%，Mn：0.4%，Fe：0.3%，Cr：0.2%，Zn：0.1%，Cu：0.2%，Ti：0.1%，V：0.05%，Hf：0.15%，Sc：0.15%，Ag：0.2%，其余为Al及不可避免的杂质；将Al-Mg-Si合金铸锭分区加热，头部温度510℃，中部温度500℃，尾部温度490℃，模具加热到500℃，待挤压筒温度控制在450±10℃之后，将Al-Mg-Si合金铸锭上模进行挤压，挤压速度控制在2m/min；（二）在线淬火（S2）：型材淬火区入口温度为500℃，通过风冷的方式使型材冷却，冷却速度为5℃/s，保证基体中获得高的过饱和固溶体；（三）低温预时效处理（S3）：时效温度为60℃，保温时间为36h；（四）折弯（S4）：使用常规工艺将型材折弯；（五）人工时效（S5）：将折弯后的型材进行时效处理，时效温度150℃，保温时间14h。实施例2本实施例提供一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法，包括有以下步骤：（一）挤压：使用山西太原重型机械集团有限公司制造的7500MN单动短行程挤压机，挤压筒直径460mm；铸造的铝合金铸锭为Al-Mg-Si合金铸锭，Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.5%，Mg：0.4%，Mn：0.3%，Fe：0.2%，Cr：0.1%，Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速动车用Al‑Mg‑Si合金型材制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：（一）挤压：铸造的铝合金铸锭为Al‑Mg‑Si合金铸锭，所述Al‑Mg‑Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si ：0.5‑0.9%，Mg ：0.4‑0.7%，Mn≤0.5%，Fe≤0.35%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr ≤0.3%、Zn≤0.2%、Cu≤0.3%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Hf≤0.15%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质；待所述Al‑Mg‑Si合金铸锭以及模具加热完成，挤压筒到温之后上模进行挤压，挤压速度控制在1‑4m/min；（二）在线淬火：型材淬火区入口温度为480‑530℃，通过风冷或者水冷的方式使型材冷却，冷却速度为1‑10℃/s；（三）低温预时效处理：时效温度为40‑80℃，保温时间为3‑72h。

【技术特征摘要】
1.一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：（一）挤压：铸造的铝合金铸锭为Al-Mg-Si合金铸锭，所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.5-0.9%，Mg：0.4-0.7%，Mn≤0.5%，Fe≤0.35%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr≤0.3%、Zn≤0.2%、Cu≤0.3%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Hf≤0.15%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质；待所述Al-Mg-Si合金铸锭以及模具加热完成，挤压筒到温之后上模进行挤压，挤压速度控制在1-4m/min；（二）在线淬火：型材淬火区入口温度为480-530℃，通过风冷或者水冷的方式使型材冷却，冷却速度为1-10℃/s；（三）低温预时效处理：时效温度为40-80℃，保温时间为3-72h。2.根据权利要求1所述的高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法，其特征在于：所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.5-0.7%，Mg：0.4-0.55%，Mn≤0.4%，Fe≤0.3%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr≤0.2%、Zn≤0.1%、Cu≤0.2%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Hf≤0.15%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法，其特征在于：所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.7-0.9%，Mg：0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑，周伟，向晶，谢尚昇，莫宇飞，宋丰轩，覃珊，姜小龙，
申请(专利权)人：广西南南铝加工有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45