一种铝合金挤压管材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金挤压管材，包括以下质量分数的含量的组分：Mg0.3%‑0.5%、Si0.3%‑0.7%、Cu0.01%‑0.1%、Y0.1%‑0.2%、Zr0.1%‑0.2%、Mn0.1%‑0.2%、Fe0.01%‑0.2%、Zn0.01%‑0.1%、Ti0.01%‑0.1%、Sc0.01%‑0.1%、余量Al。本发明专利技术具有通过在合金中添加微量的稀土元素，同时调控微量元素的含量从而增加铝合金的强度以及焊合性能的优点。

A kind of aluminium alloy extruded pipe and its preparation method

The invention discloses an aluminium alloy extruded pipe, which comprises the following components of the content of mass fraction: Mg0.3%0.5%, Si0.3%0.7%, Si0.3%0.7%, Cu0.01%0.1%, 0.1%, Y0.1%8209 0.0.2%, Zr0.1%8209 0.0.2%, Mn0.1%8209 0.1%8209 0.2%, Fe0.01%8209 0.0 0.01%8209 0.2%, Zn0.01%8209 0.0.1% 0.1%, Ti0.01%, Ti0.01%8209 0.01%, Sc0.01 0.01% 0.01%, Sc0.01 0.01% 820Al. The present invention has the advantages of increasing the strength and welding performance of aluminium alloy by adding trace rare earth elements into the alloy and regulating the content of trace elements at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金挤压管材及其制备方法
本专利技术涉及铝合金的
，尤其是涉及一种铝合金挤压管材及其制备方法。
技术介绍
铝是纯白色轻金属，有延展性，商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热猛烈燃烧，并发出炫目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要行业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用，铝的应用极为广泛。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。传统的6063合金，由于过剩硅及杂质含量的影响，极易形成点状的砂眼以及沿纵向或径向分布的由于焊合不良产生的细小裂纹，所以迫切需要高强度、高韧性、焊合性能高的铝合金材料代替传统的6063合金。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。
技术实现思路
下面结合附图和实施例，对本专利技术进行详细描述。针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种铝合金挤压管材及其制作工艺，通过在合金中添加微量的稀土元素，同时调控微量元素的含量从而增加铝合金的强度以及焊合性能。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种铝合金挤压管材，包括以下质量分数的含量的组分：通过采用上述技术方案，在合金中添加的钇、锆、锰元素可以在铸造的过程中细化合金的晶粒，而且可以在挤压的过程中析出Al3Y、Al3Zr等粒子，从而细化焊缝组织，强化焊缝强度。合金中添加的硅、铁、锌、钛等元素可以增加铝合金的材料强度，提高铝合金的硬度，从而提高铝合金的性能。铝合金中稀土元素增加可以减少Si的掺杂，从而减小焊合时产生的裂缝。本专利技术进一步设置为：所述铝合金挤压管材还包括以下质量百分比的组分：Sm0.01％-0.1％，Er0.01％-0.1％，Ce0.01％-0.1％。通过采用上述技术方案，合金中添加稀土元素铈可以提高铝合金的防腐蚀能力，钐和铒可以细化合金晶粒，减小应力的集中影响，从而提高合金的硬度和塑性。本专利技术进一步设置为：所述铝合金挤压管材还添加有质量百分比为0.05％-0.1％的Pr和0.02％-0.06％的La。通过采用上述技术方案，合金中添加的稀土元素镨可以改变熔化的晶粒尺寸，减小应力聚集，从而提高焊缝的强度；添加镧与铈共同对合金的结构产生影响，从而可以提高合金的强度和耐热性能。一种铝合金挤压管材材料的制备方法，包括以下工艺步骤：(1)熔炼铸造；将原料按比例混合，在700℃-760℃下熔炼8-20小时，再采用惰性气体-熔剂混和精炼法对熔体进行精炼，惰性气体采用氩气，熔剂采用质量百分比分别为30％-52％的KCl、20％-40％的NaCl和15％-40％的CaF组成的颗粒状熔剂，熔剂用量为1.2～2.2kg/t熔体重量比例，精炼温度控制在700℃-760℃，时间为20-35分钟；精炼结束后，静置28-33分钟；然后在680℃-730℃下进行铸造；(2)铸棒均匀化处理；采用585℃-595℃下对铸棒进行均匀化处理，均匀化处理时，先在铸棒表面上包覆一层抗氧化层，抗氧化层采用质量百分比为40-50％的石棉、20％-30％的铜以及20％-35％的金刚石粉组成，先在铸棒表面保温5-6小时，采用冷风冷雾喷淋冷却铸棒温度至150℃以下；通过上述步骤得到铝合金挤压管材材料。通过采用上述技术方案，熔炼时的温度低于700℃时会增大夹渣的产生，而温度高于760℃时，会增加铝液中氢气的溶解度，增加吸氢量，从而造成熔炼后的晶粒变粗变大等缺陷。惰性气体氩气不会与熔体发生反应，利用惰性气体排出熔炼过程中的氧气，以减弱熔体的氧化作用。KCl和NaCl熔剂对固态Al3O2、夹杂物以及氧化膜有很强的浸润能力，而且在熔炼的温度下NaCl和KCl的比重小于熔体的比重，故可以很好地铺展在铝熔体的表面，从而破碎和吸附熔体表面的氧化膜。CaF能和铝熔体发生化学反应，生产气态的AlF、SiF4等，从而通过机械作用使氧化膜与铝熔体分离，而且发生上述反应的同时，界面上会产生电流使得氧化膜被破碎，从而加速氧化膜破碎的过程，也也使得熔体中的氢可以方便地逸出。CaF还可以增大混合熔盐的表面张力，使得已吸附氧化物的熔盐球状化，便于与熔体分离，减少固熔渣夹裹铝而造成的损耗。在铸造生产中，冷却凝固速度快，合金元素的扩散速度小于结晶速度，使得晶粒内的化学成分不平衡，从而造成非平衡结晶，使得晶粒之间存在铸造应力，使得挤压合金变得非常困难。而均匀化处理使得铝合金内的晶粒可以均匀扩散，从而使得合金的机械性能得到提高。均匀化过程中，由于合金铸棒的温度仍然处在一个较高的温度，合金中掺杂的稀土元素较活泼容易发生氧化反应，而当镧和铈中其中一种被氧化时，两者相互促进提高合金强度的效果会发生明显减弱。金刚石粉具有较高熔点，可以避免抗氧化层与合金发生较高强度的粘附，石棉具有较好的隔热效果，可以维持铸棒的温度不会下降过快，而使得均匀化效果减弱。Cu在高温下可以与氧气反应生成氧化铜，从而进一步减少氧气对合金的氧化作用，从而减少稀土元素的氧化，促进铈和镧的促进作用，以提高铝合金的强度。本专利技术进一步设置为：包括以下工艺步骤：(1)挤压和机前淬火；将均匀化后的铝合金铸棒预加热至480℃-520℃，模具加热至440℃-480℃，保温1.5-2.5小时；挤压筒加热至390℃-420℃，铝合金型材出口温度控制在500℃以上，采用强制风冷，3分钟冷却到180℃以下；(2)时效处理；采用分级、低温时效工艺，首先控制铝合金型材的温度在120℃～140℃，保温2小时，然后将铝合金型材的温度提高到150℃～160℃，保温4小时；(3)表面处理：采用抛丸机对铝合金型材进行机械喷丸处理；通过上述步骤，得到加工后的铝合金挤压管材。通过采用上述技术方案，铝合金在进行挤压和机前淬火后，形成饱和固溶体，时效处理在较高的温度下合金加热发生分解，通常包括G.P区、亚稳定相和稳定相三个阶段，G.P.区是与铝基体完全共格的，亚稳定相与铝基体部分共格，稳定相与铝基体非共格。共格或部分共格都能引起铝基体晶格的畸变，因而导致铝合金硬度和强度的升高以及其他性能的增强。本专利技术进一步设置为：表面处理后的铝合金挤压管材再通过以下步骤进行后处理：(1)采用氢氧化钠对表面处理后的铝合金挤压管材进行抛光前处理；(2)在真空条件下采用物理气相沉积法将镍镀在铝合金挤压管材表面。通过采用上述技术方案，对铝合金进行抛光处理后铝合金表面的平整度增加，然后在通过物理气相沉积法镀镍，保护铝合金避免被空气中的氧气氧化，提高铝合金的耐腐蚀性和寿命。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过改变优化合金的配方和添加的元素的含量，以增加合金的强度、韧性以及焊合性能；2、通过利用惰性气体以及熔剂对合金进行熔炼，提高合金的精炼度，减少杂质和氧化膜，从而增加合金的机械性能。具体实施方式本专利技术公开的一种铝合金挤压管材，包括以下质量百分比的组分：制备方法如下：(1)熔炼铸造；将原料按比例混合，在760℃下熔炼20小时，再采用惰性气体-熔剂混和精炼法对熔体进行精炼，惰性气体采用氩气，熔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金挤压管材，其特征在于包括以下质量分数的含量的组分：

【技术特征摘要】
1.一种铝合金挤压管材，其特征在于包括以下质量分数的含量的组分：2.根据权利要求1所述的一种铝合金挤压管材，其特征在于所述铝合金挤压管材还包括以下质量百分比的组分：Sm0.01％-0.1％，Er0.01％-0.1％，Ce0.01％-0.1％。3.根据权利要求1所述的一种铝合金挤压管材，其特征在于所述铝合金挤压管材还添加有质量百分比为0.05％-0.1％的Pr和0.02％-0.06％的La。4.一种铝合金挤压管材材料的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)熔炼铸造；将权利要求1至权利要求3中的原料按比例混合，在700℃-760℃下熔炼8-20小时，再采用惰性气体-熔剂混和精炼法对熔体进行精炼，惰性气体采用氩气，熔剂采用质量百分比分别为30％-52％的KCl、20％-40％的NaCl和15％-40％的CaF组成的颗粒状熔剂，熔剂用量为1.2～2.2kg/t熔体重量比例，精炼温度控制在700℃-760℃，时间为20-35分钟；精炼结束后，静置28-33分钟；然后在680℃-730℃下进行铸造；(2)铸棒均匀化处理；采用585℃-595℃下对铸棒进行均匀化处理，均匀化处理时，先在铸棒表面上包覆一层抗氧化层，抗氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：金祥龙，
申请(专利权)人：浙江乐祥铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33