一种门窗用高断裂韧性铝合金及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种门窗用高断裂韧性铝合金及其制造方法，所述门窗用高断裂韧性铝合金由以下质量百分含量的组分构成：Zn 0.01

An aluminum alloy with high fracture toughness for doors and windows and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种门窗用高断裂韧性铝合金及其制造方法
[0001]本专利技术是申请号为202110773463.1，申请日为2021年07月08日，名称为“一种门窗用高强度铝合金及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及铝合金
，具体涉及一种门窗用高断裂韧性铝合金及其制造方法。

技术介绍

[0003]铝合金是以铝为基体元素的合金组成，主要包括的合金元素有铜、硅、镁、锌、锰。铝合金的密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，是在家居、汽车、机械制造、船舶及化学工业中应用最广泛的一类有色金属材料，其使用量仅次于钢。
[0004]自上世纪中叶以来，为了提高Al
‑
Zn
‑
Mg系铝合金的力学性能，并解决高锌、高镁铝合金中严重存在的应力腐蚀问题，国外在该类铝合金中添加Cu、Cr、Mn等元素，由此产生了一系列的新型Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu高强度铝合金。它由于具有高的比强度和硬度、良好的热加工性、优良的焊接性能、高断裂韧度，以及高抗应力腐蚀能力等优点而广泛应用于家居行业中。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种门窗用高断裂韧性铝合金及其制造方法，能够提高铝合金的强度和断裂韧性，使用寿命长。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种门窗用高断裂韧性铝合金，由以下质量百分含量的组分构成：Zn 0.01
‑
0.08％， Mg 2.5
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2.8％，Cu 1.0
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1.5％，Cr 0.2
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0.25％，Mn 0.01
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0.05％，Si 0.01
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0.05％，Fe 0.1
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0.2％， Zr 0.01
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0.04％，Pt 0.001
‑
0.003％，余量为Al及不可避免的杂质。
[0008]优选地，由以下质量百分含量的组分构成：Zn 0.04％，Mg 2.6％，Cu 1.2％，Cr0.24％，Mn 0.02％，Si 0.02％，Fe 0.1％，Zr 0.04％，Pt 0.002％，余量为Al及不可避免的杂质。
[0009]一种门窗用高断裂韧性铝合金的制造方法，包括：
[0010]将高强度铝合金组成对应质量百分含量的原料依次进行熔炼铸造、多级均质化处理、固溶处理、水淬和时效处理，即得所述高强度铝合金。
[0011]优选地，所述熔炼铸造的具体步骤为：将熔铝炉加热到850℃，当炉温达到820℃
‑ꢀ
830℃时，加入对应质量百分含量的原料，热处理后，浇铸到铸模中形成铸锭。
[0012]优选地，所述热处理的具体步骤为：升高温度到900℃，保温30min，搅拌均匀，将温度降低到700℃，静置保温60min左右加入六氯乙烷除气30min后，浇铸到铸模中形成铸锭。
[0013]优选地，所述多级均质化处理为三次逐级升温均质化处理工艺。
[0014]优选地，所述三次逐级升温均质化处理工艺具体为：
[0015]第一级均质化处理的温度为470
‑
500℃，保温时间为6h；
[0016]第二级均质化处理的温度为520
‑
540℃，保温时间为6h；
[0017]第三级均质化处理的温度为550
‑
560℃，保温时间为12h。
[0018]优选地，所述固溶处理的具体步骤为：温度为420
‑
440℃，保温时间为2h。
[0019]优选地，所述水淬的具体步骤为：温度为30℃，水淬时间为5
‑
10s。
[0020]优选地，所述时效处理的具体步骤为：在水淬后72小时内进行时效处理，时效工艺的温度为150℃，保温时间为12h。。
[0021]本专利技术Pt包裹在初生的Al6(Mn,Fe)相周围，可以一定程度上抑制Al6(Mn,Fe)相的生长，同时由于Pt和Zr的加入，在合金晶内和晶界上可以析出Al3(Pt,Zr)粒子，能对基体起到很好的弥散强化作用，还能够钉扎晶界并抑制再结晶和晶粒长大，在后续的固溶时效过程中能够较好的保留位错和小角度晶界强化效果，促进合金中η'相的形核，提高η'相的数量密度，促进η'相向η相转变，以提高合金强度和断裂韧性。
[0022]Mg2Si相沿晶界呈网状分布，对合金塑性的破坏极大，因此，Mg2Si相在铝合金中是一种有害相。本专利技术三次逐级升温均质化处理工艺能够促进Mg2Si相的溶解，经过高温下长时间保温，Mg原子和Si原子由晶界扩散至α
‑
Al的晶格中，提高基体中Mg元素的固溶度，使Mg2Si相发生不同程度的溶解，使得Mg2Si相的网状分布被打破，在后续固溶处理过程中，促进Mg2Si相网状结构的消失，一方面能够使得更多的溶质元素(Mg、Si)重新固溶到α
‑
Al的晶格之中，增强合金固溶强化效果；另一方面达到避免Mg2Si相网状结构对合金塑性损害的目的，从而稳定合金强度和断裂韧性。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例，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做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。
[0024]实施例一：
[0025]一种门窗用高断裂韧性铝合金，由以下质量百分含量的组分构成：Zn 0.04％，Mg2.6％，Cu 1.2％，Cr 0.24％，Mn 0.02％，Si 0.02％，Fe 0.1％，Zr 0.04％，Pt 0.002％，余量为Al及不可避免的杂质。
[0026]一种门窗用高断裂韧性铝合金的制造方法，包括：
[0027]S1:将熔铝炉加热到850℃，当炉温达到825℃时，加入对应质量百分含量的原料，升高温度到900℃，保温30min，搅拌均匀，将温度降低到700℃，静置保温60min左右加入六氯乙烷除气30min后，浇铸到铸模中形成铸锭。
[0028]S2:三次逐级升温均质化处理工艺：
[0029]第一级均质化处理的温度为500℃，保温时间为6h；
[0030]第二级均质化处理的温度为540℃，保温时间为6h；
[0031]第三级均质化处理的温度为560℃，保温时间为12h。
[0032]S3:固溶处理：温度为420℃，保温时间为2h。
[0033]S4:水淬：温度为30℃，水淬时间为8s。
[0034]S5:时效处理：在水淬后72小时内进行时效处理，时效工艺的温度为150℃，保温时间为12h，即得高强度铝合金。
[0035]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种门窗用高断裂韧性铝合金的制造方法，其特征在于，所述门窗用高断裂韧性铝合金由以下质量百分含量的组分构成：Zn 0.01
‑
0.08％，Mg 2.5
‑
2.8％，Cu 1.0
‑
1.5％，Cr 0.2
‑
0.25％，Mn 0.01
‑
0.05％，Si 0.01
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0.05％，Fe 0.1
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0.2％，Zr 0.01
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0.04%，Pt 0.001
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0.003%，余量为Al及不可避免的杂质；所述制造方法包括：将高强度铝合金组成对应质量百分含量的原料依次进行熔炼铸造、多级均质化处理、固溶处理、水淬和时效处理，即得所述高强度铝合金；所述熔炼铸造的具体步骤为：将熔铝炉加热到850℃，当炉温达到820℃
‑
830℃时，加入对应质量百分含量的原料，热处理后，浇铸到铸模中形成铸锭；所述热处理的具体步骤为：升高温度到 900℃，保温30min，搅拌均匀，将温度降低到700℃，静置保温60min 左右加入六氯乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明煌，王雄挺，
申请(专利权)人：泉州市天成铝业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：