一种6061铝合金热机械处理强化工艺制造技术

本发明专利技术属于合金铸造技术领域，具体涉及一种6061铝合金热机械处理强化工艺，包括均匀化处理，对均匀化处理后的锻坯进行热挤压成形，在保温状态下转移到淬火炉中，进行风冷均匀淬火，将淬火后的坯锭进行330℃×2h时效处理，室温冷水淬火，进行160℃×6h再次时效处理，完成后空冷即得。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：本发明专利技术中通过在适温条件下对铸坯进行均匀化处理，能使铸锭中存在的偏析层在均匀化处理时均匀分布；通过合理设置热挤压成形条件，保证合金质量；然后在风冷箱中进行风冷均匀淬火，能对坯锭整体均匀降温，避免出现局部降温使坯锭因温度差出现变形；在多个条件下进行时效处理，使铝合金韧性得到了增强。

A Thermomechanical Treatment Strengthening Process for 6061 Aluminum Alloy

【技术实现步骤摘要】
一种6061铝合金热机械处理强化工艺
本专利技术属于合金铸造
，具体涉及一种6061铝合金热机械处理强化工艺。
技术介绍
铝型材产品密度较低，但是铝型材强度相对较高，甚至超过钢结构，但铝型材可塑性非常强，具有较强的耐腐蚀性、质量较轻，我国工业基础建设步伐加快和建筑业的快速发展，铝型材行业目前发展较快的铝型材主要为6061、6063-T5和6005-T5，其中，6061具有一定的抗拉强度和承重力，具有耐腐蚀性，适用于工业结构框架和工业类、建筑行业、电子电器等行业结构性的管材、棒材、板材等，现有技术中通常通过成分控制或热处理工艺改进提高铝型材的力学性能，通过对处理工艺不断优化能得到综合性能较高的产品，比如现有文件《热处理对6061铝合金组织与性能的影响》（张德芬等著）中通过固溶处理和时效处理合理结合，使6061铝合金硬度保持较高水平的同时，提高合金的抗冲击性能，但由于生产要求的不断提高，因此，需要对其热处理工艺进一步优化，以进一步改善铝合金的韧性；另外，现有风冷装置通常为利用风扇对铸件进行冷却，但是容易造成铸件各部分受冷温度不一致，容易出现形变。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有6061铝合金韧性有待进一步提高的问题，提供了一种6061铝合金热机械处理强化工艺。所述6061铝合金中各元素的质量分数如表1中所示：表1在现有技术的基础上进一步限定铜、铬、硅的含量，在铜、铬含量相对较低、硅含量相对较高的情况下，通过调整热机械处理条件，能够在现有技术基础上进一步提高6061铝合金的韧性。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种6061铝合金热机械处理强化工艺，包括以下步骤：（1）将6061铝合金铸坯在560-600℃下均匀化处理120-180分钟，得到均匀化处理后的锻坯；（2）对均匀化处理后的锻坯进行热挤压成形，挤压温度为480℃，热挤压速度为60m/s，润滑剂为二硫化钼，完成后得到坯锭；（3）将步骤（2）所得坯锭在保温状态下转移到淬火炉中，在压强为0.2-0.3MPa的混合气体氛围中进行风冷均匀淬火，当坯锭温度低于360℃后停止淬火，得到淬火后的坯锭；（4）将淬火后的坯锭进行330℃×2h时效处理，室温冷水淬火，然后进行160℃×6h再次时效处理，完成后空冷即得。作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（1）中6061铝合金铸坯进行预热处理，所述预热处理是指在温度为200℃的条件下保温60-100分钟，提前预热处理，能保证铝合金铸坯均匀化处理的效果。作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（2）中热挤压成形的挤压比为36.6-37.2，在对应条件下，合适的挤压比能够避免产品出现裂纹或变形等显现发生。作为对上述方案的进一步改进，所述混合气体按体积比包括氮气68-74%、氩气25-30%、二氧化碳1-2%；合理配比混合气体，在保证低价的同时保证传热速度，且相对容易回收，适于推广，而且能进一步增强坯锭的力学强度。作为对上述方案的进一步改进，所述风冷均匀淬火为在风冷箱中进行，所述风冷箱中包括内箱体，所述内箱体底部上方设有多组八字形支架，八字形支架用于放置坯锭，所述内箱体的纵截面为中心轴对称图形，在内箱体纵截面上设置互相垂直的虚拟分割线，虚拟分割线对应的内箱体上设有喷气组，所述喷气组包括在内箱体上均匀分布的喷气组件，在内箱体上相邻喷气组之间设有均匀分布的出气口，所述出气口外端与复合气回收装置连通，所述喷气组件的后端连通鼓风机，喷气组件包括多个喷气头，喷气头均匀分布，保证相邻喷气组喷气覆盖面部分重叠；该结构合理设置八字形支架，能够保证能够放置带有弧面或平面的坯锭，且减少与坯锭的接触面积，保证风冷效果；喷气组件的合理设置，能使坯锭在风冷箱中受风均匀，在出气口的配合下，保证一定压力的持续处理，进而保证风冷的均匀性并达到一定的力学效果。作为对上述方案的进一步改进，所述坯锭为柱型坯锭或方形坯锭。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术中通过在适温条件下对铸坯进行均匀化处理，能够使β-Mg2Si相颗粒球状化，使铸锭中本来因挤压存在的偏析层在均匀化处理时均匀分布，避免包含富集区；然后对锻坯进行热挤压成形，通过合理设置热挤压成形条件，在避免金属形变量超过塑性变形极限的同时避免出现偏析废品或压裂纹废品；然后在风冷箱中进行风冷均匀淬火，能对坯锭整体均匀降温，避免出现局部降温使坯锭因温度差出现变形，进一步析出Mg2Si和游离Si，减少β相析出，进而进一步提高合金材料的均匀性和塑性；然后在330℃条件下人工时效时，原子活动能力强，在母相的若干原子层范围内快速均匀的形成聚集区，增强合金强度，然后转入160℃条件下再次固溶，由于固溶温度的快速转变，使在高速活动的原子向内部运动，使正在生长的晶体偏转或弯曲引起相邻晶块之间的有位相差，即产生位错，随着处理时间的增加，铝合金凝固过程中细化了合金的晶粒尺寸，使其韧性得到了增强。附图说明图1是本专利技术实施例1中风冷箱的侧视图。图2是本专利技术实施例1中风冷箱的正视图。图3是本专利技术实施例2中风冷箱的侧视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。为了详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现的目的及效果，以下结合实施方式予以说明。本专利技术最关键的构思在于：通过在一定的合金材料基础上，进一步优化热机械处理调节，使各条件互相配合，并设计风冷箱结构，保证风冷均匀性，进一步保证铝合金的加工质量，然后通过两个阶段的时效处理，使在高速活动的原子向内部运动，使正在生长的晶体偏转或弯曲引起相邻晶块之间的有位相差，即产生位错，随着处理时间的增加，铝合金凝固过程中细化了合金的晶粒尺寸，使其韧性得到了增强。一种6061铝合金热机械处理强化工艺，包括以下步骤：（1）将6061铝合金铸坯在560-600℃下均匀化处理120-180分钟，得到均匀化处理后的锻坯；（2）对均匀化处理后的锻坯进行热挤压成形，挤压温度为480℃，热挤压速度为60m/s，润滑剂为二硫化钼，完成后得到坯锭；（3）将步骤（2）所得坯锭在保温状态下转移到淬火炉中，在压强为0.2-0.3MPa的混合气体氛围中进行风冷均匀淬火，当坯锭温度低于360℃后停止淬火，得到淬火后的坯锭；（4）将淬火后的坯锭进行330℃×2h时效处理，室温冷水淬火，然后进行160℃×6h再次时效处理，完成后空冷即得。由上述描述可知，在适温条件下对铸坯进行均匀化处理，能够使β-Mg2Si相颗粒球状化，使铸锭中本来因挤压存在的偏析层在均匀化处理时均匀分布，避免包含富集区；然后对锻坯进行热挤压成形，通过合理设置热挤压成形条件，在避免金属形变量超过塑性变形极限的同时避免出现偏析废品或压裂纹废品；然后在风冷箱中进行风冷均匀淬火，能对坯锭整体均匀降温，避免出现局部降温使坯锭因温度差出现变形，进一步析出Mg2Si和游离Si，减少β相析出，进而进一步提高合金材料的均匀性和塑性；然后在330℃条件下人工时效时，原子活动能力强，在母相的若干原子层范围内快速均匀的形成聚集区，增强合金强度，然后转入160℃条件下再次固溶，由于固溶温度的快速转变，使在高速活动的原子向内部运动，使正在生长的晶体偏转或弯曲引起相邻晶块之间的有位相差，即产生位错，随着处理时间的增加，铝合金凝固过程中细化了合金的晶粒尺寸，使其韧性得到了增强。作为对上述方案的进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种6061铝合金热机械处理强化工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）将6061铝合金铸坯在560‑600℃下均匀化处理120‑180分钟，得到均匀化处理后的锻坯；（2）对均匀化处理后的锻坯进行热挤压成形，挤压温度为480℃，热挤压速度为60m/s，润滑剂为二硫化钼，完成后得到坯锭；（3）将步骤（2）所得坯锭在保温状态下转移到淬火炉中，在压强为0.2‑0.3MPa的混合气体氛围中进行风冷均匀淬火，当坯锭温度低于360℃后停止淬火，得到淬火后的坯锭；（4）将淬火后的坯锭进行330℃×2h时效处理，室温冷水淬火，然后进行160℃×6h再次时效处理，完成后空冷即得。

【技术特征摘要】
1.一种6061铝合金热机械处理强化工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）将6061铝合金铸坯在560-600℃下均匀化处理120-180分钟，得到均匀化处理后的锻坯；（2）对均匀化处理后的锻坯进行热挤压成形，挤压温度为480℃，热挤压速度为60m/s，润滑剂为二硫化钼，完成后得到坯锭；（3）将步骤（2）所得坯锭在保温状态下转移到淬火炉中，在压强为0.2-0.3MPa的混合气体氛围中进行风冷均匀淬火，当坯锭温度低于360℃后停止淬火，得到淬火后的坯锭；（4）将淬火后的坯锭进行330℃×2h时效处理，室温冷水淬火，然后进行160℃×6h再次时效处理，完成后空冷即得。2.如权利要求1所述一种6061铝合金热机械处理强化工艺，其特征在于，所述步骤（1）中6061铝合金铸坯进行预热处理，所述预热处理是指在温度为200℃的条件下保温60-100分钟。3.如权利要求1所述一种6061铝合金热机械处理强化工艺，其特征在于，所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，
申请(专利权)人：安徽省汉甲机电设备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34