一种高强2系铝合金低本高效生产工艺，属于铝合金制造领域，主要过程为：合金成分配比、圆铸锭均匀化热处理、热挤压处理、冷却处理、拉伸矫直处理、自然时效；其中，冷却处理为：在挤压机前梁出口处安装驻波水冷和穿水冷却装置，使挤出铝合金制品在穿水冷却装置中的长度≥2.0m。使用该生产工艺，能够有效降低制造成本、缩短生产周期；获得的铝合金挤压产品的抗拉强度≥450MPa、屈服强度≥310MPa、伸长率≥8％。度≥450MPa、屈服强度≥310MPa、伸长率≥8％。
【技术实现步骤摘要】
一种高强2系铝合金低本高效生产工艺
[0001]本专利技术属于铝合金制造领域，具体地说是一种高强2系铝合金低本高效生产工艺。
技术介绍
[0002]高强2系铝合金的主要合金元素为Cu，该系铝合金特点是强度高，其耐热性好和加工性能良好，并且合金的工艺性能良好，易于焊接，主要应用于耐热可焊的结构件及锻件。该系合金广泛应用在航空和航天领域。
[0003]高强2系铝合金在挤压过程中变形抗力较高，产生挤压难度大、生产效率低等问题；目前，传统的技术路线为：经挤压后，使用热处理炉进行固溶热处理并经过自然时效至具有相应性能的状态；对于一般工业用途的产品来说，该传统技术生产产品存在质量过剩的问题，且在该传统技术路线中采用离线淬火工序，产生生产成本高和生产周期长的技术劣势。
[0004]可见，针对一般工业用2系铝合金来说，提供一种成本低、生产周期短的生产工艺具有重要意义。
技术实现思路
[0005]一种高强2系铝合金低本高效生产工艺，主要过程为：合金成分配比、圆铸锭均匀化热处理、热挤压处理、冷却处理、拉伸矫直处理、自然时效；
[0006]其中，冷却处理为：在挤压机前梁出口处安装驻波水冷和穿水冷却装置，使挤出铝合金制品在穿水冷却装置中的长度≥2.0m；该设置能够使挤出的铝合金制品在短时间内冷却至室温；驻波水冷装置能够增加水位高度，形成一道封闭的水墙；穿水冷却装置是为了让制品穿过水墙进行冷却。
[0007]进一步的，上述高强2系铝合金低本高效生产工艺，具体过程如下：
[0008](1)合金成分配比：
[0009]选用圆铸锭作为原料，圆铸锭包括下述重量百分比的元素：
[0010]Si≤0.40％，Fe≤0.35％，Cu 4.0
‑
4.80％，Mn≤0.30％，Mg 1.20
‑
1.80％，Ni≤0.10％，Zn≤0.30％，Ti≤0.15％，Fe+Ni≤0.50％，余量为Al及不可避免杂质；其中，不可避免杂质的单个含量不超0.05％，合计不超0.10％；
[0011](2)圆铸锭均匀热处理：
[0012]均匀化热处理过程中，升温速度≤45℃/小时，保温温度为485
‑
498℃，保温时间为24
‑
33小时，保温结束后，风冷至250℃以下；
[0013](3)挤压处理：
[0014]s1，设计挤压模具：
[0015]采用反向挤压模具，模具工作带2.0
‑
5.5mm；
[0016]s2，挤压工艺如下：
[0017]采用反向挤压的方式，模具的温度为380
‑
440℃，挤压筒温度为380
‑
430℃，挤压前
圆铸锭温度为400
‑
440℃；产品挤出速度为1.5
‑
3.0m/分钟；进入冷却水前金属表面温度为430
‑
470℃；
[0018](4)冷却处理：
[0019]在挤压机前梁出口处安装驻波水冷和穿水冷却装置，使挤出铝合金制品在水中的长度≥2.0m；
[0020](5)拉伸处理：
[0021]将冷却后的制品通过拉伸机产生0.50
‑
2.50％的拉伸变形；
[0022]优选的，在步骤(2)中，升温速度为35℃/小时，保温温度为490℃，保温时间为24小时；保温结束后，风冷至250℃以下。
[0023]优选的，在步骤(2)中，风冷过程的风量以圆铸锭不产生冷却裂纹为依据进行确定；保温开始时间以金属表面温度到温为依据。
[0024]优选的，在步骤(3)的s2中，采用反向挤压的方式，模具的温度为420℃，挤压筒温度为397
‑
404℃，挤压前圆铸锭温度为407
‑
411℃；产品挤出速度为1.6
‑
2.1m/分钟；进入冷却水前金属表面温度为437
‑
452℃。
[0025]优选的，在步骤(4)的冷却处理过程中，驻波水冷和穿水冷却装置的水温均≤80℃。
[0026]优选的，在步骤(5)的拉伸处理过程中，对冷却后的制品在4小时以内，通过拉伸机产生1.2％的拉伸变形，以最大程度消除牵引、冷却变形导致的直线度差和残余应力。
[0027]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0028]1、本专利技术中，通过对合金成分配比的控制、挤压用圆铸锭均匀化热处理工艺控制、挤压工艺设计、冷却装置设计，能够得到抗拉强度≥450MPa、屈服强度≥310MPa、伸长率≥8％的铝合金挤压产品。
[0029]2、本专利技术提供的生产工艺，相较传统的热处理炉固溶热处理技术，成本降低6
‑
10％，全生产技术流程的生产效率提高5％。
[0030]3、本专利技术提供的生产工艺，使用驻波水冷和穿水冷却装置进行冷却处理，代替了传统的离线淬火过程，有效降低了生产成本。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032]对比例1
[0033]一种高强2系铝合金低本高效生产工艺，具体过程如下：
[0034](1)合金成分配比：
[0035]选用直径为146mm的圆铸锭作为原料，采用直读光谱仪检测挤压用圆铸锭的合金成分，圆铸锭中的元素组成如下：
[0036]Si 0.10％，Fe 0.18％，Cu 4.4％，Mn 0.74％，Mg 1.6％，Ni 0.06％，Zn 0.1％，Ti 0.05％，余量为Al及不可避免杂质；其中，不可避免杂质的单个含量不超0.05％，合计不超0.10％；
[0037](2)圆铸锭均匀热处理：
[0038]将步骤(1)的圆铸锭进行均匀化热处理：升温速度为35℃/小时，保温温度为490℃，保温时间为24小时；保温结束后，风冷至250℃以下；
[0039](3)热挤压处理：
[0040]s1，设计挤压模具：
[0041]采用反向挤压模具，模具工作带2.0mm；
[0042]s2，挤压工艺如下：
[0043]选择挤压机的挤压筒直径为151mm，模具采用双孔模具，使挤压比为25.33；
[0044]采用反向挤压的方式，模具的温度为420℃，挤压筒温度为392
‑
407℃，挤压前圆铸锭温度为410
‑
424℃；产品挤出速度为1.80
‑
2.20m/分钟；进入冷却水前金属表面温度为440
‑
448℃；
[0045](4)冷却处理：
[0046]在挤压机前梁出口处安装驻波水冷和穿水冷却装置，控制挤出铝合金制品在水中的长度≥2.0m，驻波水冷和穿水冷却装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高强2系铝合金低本高效生产工艺，其特征在于，主要过程为合金成分配比、圆铸锭均匀化热处理、热挤压处理、冷却处理、拉伸矫直处理、自然时效；其中，冷却处理为：在挤压机前梁出口处安装驻波水冷和穿水冷却装置，使挤出铝合金制品在穿水冷却装置中的长度≥2.0m。2.如权利要求1所述的高强2系铝合金低本高效生产工艺，其特征在于，具体过程如下：(1)合金成分配比：选用圆铸锭作为原料，圆铸锭包括下述重量百分比的元素：Si≤0.40％，Fe≤0.35％，Cu 4.0
‑
4.80％，Mn≤0.30％，Mg 1.20
‑
1.80％，Ni≤0.10％，Zn≤0.30％，Ti≤0.15％，Fe+Ni≤0.50％，余量为Al及不可避免杂质；其中，不可避免杂质的单个含量不超0.05％，合计不超0.10％；(2)圆铸锭均匀热处理：均匀化热处理过程中，升温速度≤45℃/小时，保温温度为485
‑
498℃，保温时间为24
‑
33小时，保温结束后，风冷至250℃以下；(3)挤压处理：s1，设计挤压模具：采用反向挤压模具，模具工作带2.0
‑
5.5mm；s2，挤压工艺如下：采用反向挤压的方式，模具的温度为380
‑
440℃，挤压筒温度为380
‑
430℃，挤压前圆铸锭温度为400
‑
440℃；产品挤出速度为1.5
‑
【专利技术属性】
技术研发人员：曹善鹏，王兴瑞，侯星驰，庞广鑫，王莹宁，李莹，唐和壮，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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