一种高强铝合金精密铸造板的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术提供一种高强铝合金精密铸造板的制备工艺，涉及材料加工技术领域，该工艺在原有的工艺基础上，对工艺进行优化，引入了固溶淬火、三级拉伸以及双级时效热处理的步骤以及合理的步骤工艺参数，形成了主要包括配料、熔炼、铸造、均匀化热处理、机加工处理、固溶淬火、三级拉伸、双级时效热处理、机加工处理的新工艺，解决了现有工艺下铝合金精密铸造板内应力释放不完全而产生加工变形以及强度不足的问题，通过本发明专利技术的工艺，能够获得不易加工变形、强度高的高强铝合金精密铸造板。

Preparation technology of high strength aluminum alloy precision casting plate

【技术实现步骤摘要】
一种高强铝合金精密铸造板的制备工艺
本专利技术涉及材料加工
，尤其涉及一种高强铝合金精密铸造板的制备工艺。
技术介绍
铝合金精密铸造板因为密度小、热导率高、可切削性优异、电导率大、高回收率以及铸造板尺寸精度高等优点，目前被广泛应用于交通运输、机械电子、工模具、精密仪器等领域。现有常规铝合金精密铸造板主要为5系和6系铝合金铸造板，如5083和6061等牌号的铝合金精密铸造板，通过熔炼、铸造、均热、机械加工(锯切、铣面，有时还包括有分切)等获得，铝合金铸造板在铸造状态下具有特定的冶金组织和相当理想的应力释放，因而经高速切削加工后几乎不发生变形和扭曲，铸造产品特定的晶粒组织晶粒匀称且均匀分布，相比于轧制产品组织沿轧制方向呈一定纤维状分布，铸造板具有较好的机加工性能和阳极氧化氧化效果。但现有常规铝合金精密铸造板也有一定的缺点，如一是需要长时间中低温均匀化热处理及精确控制升温和降温速率，控制不当，容易导致内应力释放不完全而产生加工变形；二是铸造板整体强度较低，如生产6061等6系铝合金铸造淬火板，其属于中等强度，无法满足客户对高强度精密仪器和工模具的要求，严重限制了铝合金精密铸造板在高强度领域的发展空间。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提供一种高强铝合金精密铸造板的制备工艺，能够解决现有铝合金精密铸造板内应力释放不完全而产生加工变形和铸造板强度不足的问题。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高强铝合金精密铸造板的制备工艺，包括有以下步骤：S1、配料：按照以下重量百分比进行配料：Zn＝5.1-6.9％、Mg＝1.9-2.9％、Cu＝1.2-2.6％、Si≤0.4％、Fe≤0.5％、Mn≤0.30％、Cr≤0.28％、Ti≤0.20％、Zr≤0.25％，其余量为Al及不可避免的杂质；S2、熔炼、铸造：按上述配料进行熔炼、铸造，以铸造出铸锭；S3、均匀化热处理：将铸锭进行均匀化热处理以降低内应力；S4、机加工处理：对铸锭进行机械加工，以获得厚度小于等于200mm的板材；S5、固溶淬火：将机加工后的板材进行固溶淬火，升温至440-490℃，料温升温速度为15-100℃/min，保温为15-300min，保温结束后快速水冷或风冷至室温；S6、拉伸：对淬火板材进行三级拉伸，第一级拉伸率为0.5-1.2％，拉伸速度为8-12mm/s，第二级拉伸率为1.0-2.2％，拉伸速度为4-10mm/s，第三级拉伸率为2.0-3.2％，拉伸速度为1.5-6mm/s；S7、双级时效热处理：第一级时效温度为100-120℃，升温速率为40-60℃/h，保温时间为0.5-3h；第二级进一步升温至168-182℃，升温速率为40-60℃/h，保温时间12-25h为；S8、机加工处理：对时效处理后的板材进行机械加工，获得成品。优选的，步骤S2中，在熔炼铸造过程中，对铝合金熔体进行多级除气处理.优选的，步骤S2中，在熔炼铸造过程中，使用过滤板除去铝合金溶体的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质。优选的，步骤S3中，均匀化热处理中将铸锭升温到430-500℃，保温8-25h。优选的，步骤S4中，机加工中，铸锭的四面铣面，厚度为5mm-20mm，以去除偏析层。优选的，步骤S6中，拉伸时通过多道横向独立钳口夹住板材两端。优选的，步骤S6中，其中第一级拉伸之前，先进行预拉伸，设定预拉伸屈服强度为140-160MPa；其中第二级拉伸完成后保持拉伸力和拉伸状态，通过支撑小车向上顶拉伸板，板材头中尾多个区域上顶；其中第三级拉伸完成后，移动支撑小车，完全支撑后，卸载拉伸力。优选的，步骤S8中，采用锯切工艺，当板材规格为厚度大于等于6mm小于等于200mm、宽度大于等于1000mm小于等于1600mm、长度大于等于3000mm小于等于6000mm时，锯带速度为1600-2500m/min；锯切速度为30-60dm2/min，260-280mm/min；进料速度为70-90％，45-70mm/min；料台速度为60-85mm/min；当板材规格为厚度大于等于6mm小于等于200mm、宽度大于1600mm小于等于2600mm、长度大于等于3000mm小于等于6000mm时，锯带速度为1600-2500m/min；锯切速度为30-60dm2/min，140-190mm/min；进料速度为70-90％，40-70mm/min；料台速度为50-80mm/min。优选的，步骤S8中，当需要分切时，预留双面铣面量1-5mm。优选的，步骤S8中，采用铣面工艺，铣面工艺为料台进料速度为380-450mm/min，铣面盘旋转主轴为150-280r/min。本专利技术的高强铝合金精密铸造板的制备工艺，采用7系铝合金的组分，在原有的工艺基础上，对工艺进行优化，引入了固溶淬火、三级拉伸以及双级时效热处理的步骤以及合理的步骤工艺参数，形成了主要包括配料、熔炼、铸造、均匀化热处理、机加工处理、固溶淬火、三级拉伸、双级时效热处理、机加工处理的新工艺，以获得不易加工变形、强度高的高强铝合金精密铸造板。本专利技术采用7系铝合金的组分，在均匀化热处理后通过固溶淬火，在高温下使Zn、Mg、Cu等第二相溶解到基体中，形成过饱和固溶体；通过三级拉伸工艺，消除板材轧制及固溶淬火后产生的内应力，并矫直板材不平度；通过双级时效热处理，使析出相轻微长大，进一步稳定析出强化相的存在形式，适当降低强度，在较高温度下，可进一步消除板材残余内应力。本专利技术中，对铸造出的铸锭先均匀化热处理，可有效降低内应力及减少微观偏析，避免开裂，对7系铝合金板材采用固溶淬火及时效热处理工艺，与5系铸造板和6系铸造淬火板相比，可大幅度提高板材强度；经特殊拉伸工艺和过时效热处理工艺，最大限度地降低板材内应力，再经机加工处理生产出来的高强铝合金精密铸造板，可保存原始铸造晶粒组织，提高板材强度。所生产的精密铸造板材严格控制了成分、铸造工艺，采用了特有的热处理、拉伸与机加工工艺，确保了该板材组织细小均一、无轧制织构、内应力极低、极大提高了铸造板的强度。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为本专利技术的实施例的工艺流程图；图2为本专利技术实施例1所获工艺产品的金相图；图3为本专利技术实施例2所获工艺产品的金相图；图4为本专利技术实施例3所获工艺产品的金相图；图5为本专利技术对比例1所获工艺产品的金相图。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，本优选的实施例提供一种高强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强铝合金精密铸造板的制备工艺，其特征在于，包括有以下步骤：/nS1、配料：按照以下重量百分比进行配料：Zn=5.1-6.9%、Mg=1.9-2.9%、Cu=1.2-2.6%、Si≤0.4%、Fe≤0.5%、Mn≤0.30%、Cr≤0.28%、Ti≤0.20%、Zr≤0.25%，其余量为Al及不可避免的杂质；/nS2、熔炼、铸造：按上述配料进行熔炼、铸造，以铸造出铸锭；/nS3、均匀化热处理：将铸锭进行均匀化热处理以降低内应力；/nS4、机加工处理：对铸锭进行机械加工，以获得厚度小于等于200mm的板材；/nS5、固溶淬火：将机加工后的板材进行固溶淬火，升温至440-490℃，料温升温速度为15-100℃/min，保温为15-300min，保温结束后快速水冷或风冷至室温；/nS6、拉伸：对淬火板材进行三级拉伸，第一级拉伸率为0.5-1.2%，拉伸速度为8-12mm/s，第二级拉伸率为1.0-2.2%，拉伸速度为4-10mm/s，第三级拉伸率为2.0-3.2%，拉伸速度为1.5-6mm/s；/nS7、双级时效热处理：第一级时效温度为100-120℃，升温速率为40-60℃/h，保温时间为0.5-3h；第二级进一步升温至168-182℃，升温速率为40-60℃/h，保温时间12-25h为；/nS8、机加工处理：对时效处理后的板材进行机械加工，获得成品。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高强铝合金精密铸造板的制备工艺，其特征在于，包括有以下步骤：
S1、配料：按照以下重量百分比进行配料：Zn=5.1-6.9%、Mg=1.9-2.9%、Cu=1.2-2.6%、Si≤0.4%、Fe≤0.5%、Mn≤0.30%、Cr≤0.28%、Ti≤0.20%、Zr≤0.25%，其余量为Al及不可避免的杂质；
S2、熔炼、铸造：按上述配料进行熔炼、铸造，以铸造出铸锭；
S3、均匀化热处理：将铸锭进行均匀化热处理以降低内应力；
S4、机加工处理：对铸锭进行机械加工，以获得厚度小于等于200mm的板材；
S5、固溶淬火：将机加工后的板材进行固溶淬火，升温至440-490℃，料温升温速度为15-100℃/min，保温为15-300min，保温结束后快速水冷或风冷至室温；
S6、拉伸：对淬火板材进行三级拉伸，第一级拉伸率为0.5-1.2%，拉伸速度为8-12mm/s，第二级拉伸率为1.0-2.2%，拉伸速度为4-10mm/s，第三级拉伸率为2.0-3.2%，拉伸速度为1.5-6mm/s；
S7、双级时效热处理：第一级时效温度为100-120℃，升温速率为40-60℃/h，保温时间为0.5-3h；第二级进一步升温至168-182℃，升温速率为40-60℃/h，保温时间12-25h为；
S8、机加工处理：对时效处理后的板材进行机械加工，获得成品。


2.根据权利要求1所述的高强铝合金精密铸造板的制备工艺，其特征在于，
步骤S2中，在熔炼铸造过程中，对铝合金熔体进行多级除气处理。


3.根据权利要求1所述的高强铝合金精密铸造板的制备工艺，其特征在于，
步骤S2中，在熔炼铸造过程中，使用过滤板除去铝合金溶体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质。


4.根据权利要求1所述的高强铝合金精密铸造板的制备工艺，其特征在于，
步骤S3中，均匀化热处理中将铸锭升温到430-500℃，保温8-25h。


5.根据权利要求1所述的高强铝合金精密铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：任月路，赵启忠，何建贤，杨鸿驰，朱希一，黄亮，韦修勋，赵启淞，
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