一种快速挤压硬质铝合金型材的制备方法技术

本发明专利技术属于金属材料及其加工技术领域，涉及一种快速挤压硬质铝合金型材的制备方法，特别适用于硬质2系、7系铝合金型材的挤压生产方法。一种快速挤压硬质铝合金型材的制备方法，包括挤压模具激光淬火处理、挤压模具预热保温、铸锭坯料预热、利用挤压筒挤压位于挤压模具中的铸锭坯料、冷却、固溶淬火、时效，制得硬质铝合金挤压型材成品。与现有技术相比，本发明专利技术的制造方法中，2系、7系铝合金型材的挤压粗晶层深度可有效控制在3mm以内。本发明专利技术制造方法中，2系、7系铝合金型材的表面粗糙度控制在Ra0.4μm以内。

【技术实现步骤摘要】
一种快速挤压硬质铝合金型材的制备方法
本专利技术属于金属材料及其加工
，涉及一种快速挤压硬质铝合金型材的制备方法，特别适用于硬质2系或7系铝合金型材的挤压生产方法。
技术介绍
2系、7系铝合金属于可热处理强化合金，本身具有高强、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能，被广泛应用于航空航天、交通运输、机械工程、建筑工程等领域的重要受力结构件。2系、7系铝合金铸锭具有极高的变形抗力、热开裂倾向和塑性变形能力差等特点，导致挤压生产效率低，2系、7系大型铝合金型材挤压生产速度仅为0.4-1.0m/min，产品表面质量差等问题，严重影响设备产能释放、能源损耗大。为了降低产品生产过程能源损耗，提高生产效率，实现绿色制造，通过工艺创新，打破传统生产经验，以提高2系、7系铝合金型材生产效率，改善产品表面质量。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术的专利技术目的是提供一种快速挤压硬质铝合金型材的方法。本专利技术所制得的挤压制品表面质量优良，广泛应用于航空航天、交通运输、机械工程、建筑工程等领域所需的2系、7系铝合金型材的生产。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种快速挤压硬质铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：1)挤压模具激光淬火处理：对挤压模具的工作带、平衡孔以及模面进行激光淬火处理；2)挤压模具预热保温；3)铸锭坯料预热：将2系或7系铝合金铸锭坯料进行梯度预热；4)利用挤压筒挤压位于挤压模具中的铸锭坯料；5)冷却：型材挤压出模后，采用压缩空气对型材进行快速冷却；6)将步骤5)所得型材进行固溶淬火、时效，制得硬质铝合金挤压型材成品。进一步地，步骤1)所述激光淬火工艺如下，激光功率P：1.5-2.0kW；扫描速度：10-15mm/s；激光光斑尺寸：φ2-3mm。进一步地，步骤1)所述激光淬火的深度达0.1-2.0mm，硬度为60-65HRC。进一步的，步骤1)所述挤压模具工作带长度为3-8mm。进一步的，步骤3)所述2系或7系铝合金铸锭坯料是通过配料、熔炼、除气、除渣、浇铸、均质化退火、锯切以及车皮制得，所述2系或7铝合金系铸锭坯料直径为φ360-582mm，长度为700-2500mm。进一步地，步骤3)所述梯度预热是以铸锭坯料每30cm为一个加热区间，每个区间加热梯度20-35℃，T头部：430-480℃。进一步地，步骤4)所述挤压筒温度为460℃±15℃，挤压模具温度为450℃±10℃，挤压速度为1.0-3.0m/min。进一步地，步骤4)所述挤压过程采用0.5-1.5Bar的压缩空气对模具工作带端面进行冷却。进一步地，步骤5)所述冷却是采用0.5-1.5Bar的压缩空气对型材进行冷却。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：(1)通过控制激光淬火的工艺参数，获得细板条马氏体、孪晶马氏体，细板条马氏体、孪晶马氏体本身具有极高的位错密度，对提高材料强度和耐磨性有积极作用。(2)与模具氮化技术相比，本专利技术中，模具工作带强度从50-52HRC提高到60-65HRC，激光强化深度达到0.1-2.0mm。(3)本专利技术中，模具工作带减短20％-25％，可以有效降低模具工作带对金属的摩擦阻力。(4)本专利技术中，模具可以重复激光强化4-7次，模具通过量增加了1-3倍，模具使用寿命极大提高。(5)本专利技术中，模具无需进行氮化处理，挤压生产前对模具工作带的强化和抛光处理时间由原10-15h缩短到2-3h，极大提高模具生产效率。(6)本专利技术中，通过压缩空气对模具进行可控降温，可以确保模具始终保持在最佳工作状态。(7)本专利技术中，型材挤压出模后，立即采用压缩空气对型材进行冷却，可以极大避免型材热开裂形成。(8)本专利技术中，通过高速挤压过程，铸锭与挤压筒、模具之间摩擦产生的大量热量加热铸锭，降低上机前铸锭尾部预热温度，降低能耗，同时，降低因摩擦升温导致制品热开裂的缺陷出现频次。(9)与现有技术相比，本专利技术的制造方法中，2系、7系铝合金型材的挤压生产速度1.0-3.0m/min，挤压生产效率提升50％-250％。(10)与现有技术相比，本专利技术的制造方法中，2系、7系铝合金型材的挤压粗晶层深度可有效控制在3mm以内。(11)本专利技术制造方法中，2系、7系铝合金型材的表面粗糙度控制在Ra0.4μm以内。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术作进一步详细的阐述，但本专利技术的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本专利技术，而非用于限制本专利技术的范围。此外，在阅读本专利技术的内容后，本领域的技术人员可以对本专利技术作各种修改，这些等价变化同样落于本专利技术所附权利要求书所限定的范围。以下实施例中所使用的合金为2系、7系铝合金铸锭坯料，模具共用。实施例1本专利技术实施例1中，激光淬火处理挤压模具的工作带、平衡孔、模面(与铸锭有直接接触的部位)，激光功率P:1.5kW；扫描速度v:10mm/s；激光光斑尺寸：φ2.5mm；激光淬火处理后，激光强化深度达到0.1mm，表面强度为60HRC，工作带长度8mm，将模具放入预热炉中预热保温。通过配料、熔炼、除气、除渣、浇铸、均质化退火、锯切以及车皮制得2系或7系铝合金铸锭坯料，所述2系或7系铝合金铸锭坯料直径为φ360mm，长度为700mm。将所得的2系或7系铝合金铸锭坯料放入电磁感应炉进行梯度预热，以30cm为一个加热区间，加热铸锭头部温度430℃，铸锭加热温度梯度下降20℃。利用挤压筒挤压位于挤压模具中已预热的2系或7系铝合金铸锭坯料，挤压筒温度为445℃，采用0.5Bar压缩空气对模具工作带端面进行冷却，使模具温度保持在440℃，型材出模，立即采用0.5Bar压缩空气进行冷却；挤压最大速度1.0m/min；将所得型材进行辊底式固溶淬火、自然时效，制得硬质铝合金挤压型材成品，所得制品表面无裂纹、拉铝等缺陷，制品表面粗糙度Ra0.25μm，制品粗晶层深度1.0mm。实施例2本专利技术实施例2中，激光淬火处理挤压模具的工作带、平衡孔、模面(与铸锭有直接接触的部位)，激光功率P:1.8kW；扫描速度v:15mm/s；激光光斑尺寸：φ3mm；激光淬火处理后，激光强化深度达到1mm，表面强度为63HRC，工作带长度5mm，将模具放入预热炉中预热保温。通过配料、熔炼、除气、除渣、浇铸、均质化退火、锯切以及车皮制得2系或7系铝合金铸锭坯料，所述2系或7系铝合金铸锭坯料直径为φ500mm，长度为1500mm。将所得的2系或7系铝合金铸锭坯料放入电磁感应炉进行梯度预热，以30cm为一个加热区间，加热铸锭头部温度450℃，铸锭加热温度梯度下降30℃。利用挤压筒挤压位于挤压模具中已预热的2系或7系铝合金铸锭坯料，挤压筒温度为460℃，采用1.0Bar压缩空气对模具工作带端面进行冷却，使模具温度保持在450℃，型材出模，立即采用1.0Bar压缩空气进行冷却；挤压最大速度2.5m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速挤压硬质铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n1)挤压模具激光淬火处理：对挤压模具的工作带、平衡孔以及模面进行激光淬火处理；/n2)挤压模具预热保温；/n3)铸锭坯料预热：将2系或7系铝合金铸锭坯料进行梯度预热；/n4)利用挤压筒挤压位于挤压模具中的铸锭坯料；/n5)冷却：型材挤压出模后，采用压缩空气对型材进行快速冷却；/n6)将步骤5)所得型材进行固溶淬火、时效，制得硬质铝合金挤压型材成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速挤压硬质铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)挤压模具激光淬火处理：对挤压模具的工作带、平衡孔以及模面进行激光淬火处理；
2)挤压模具预热保温；
3)铸锭坯料预热：将2系或7系铝合金铸锭坯料进行梯度预热；
4)利用挤压筒挤压位于挤压模具中的铸锭坯料；
5)冷却：型材挤压出模后，采用压缩空气对型材进行快速冷却；
6)将步骤5)所得型材进行固溶淬火、时效，制得硬质铝合金挤压型材成品。


2.根据权利要求1所述快速挤压硬质铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤1)激光淬火工艺：激光功率P：1.5-2.0kW；扫描速度：10-15mm/s；激光光斑尺寸：φ2-3mm。


3.根据权利要求2所述快速挤压硬质铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤1)所述激光淬火的深度达0.1-2.0mm，硬度为60-65HRC。


4.根据权利要求1-3任一所述快速挤压硬质铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤1)所述挤压模具工作带长度为3-8mm。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，向晶，陈冠希，李昌健，张伟东，赵华龙，兰天虹，莫宇飞，韦祖祥，
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