一种高强度铝棒制作工艺制造技术

本申请涉及铝合金材料技术领域，具体公开了一种高强度铝棒制作工艺；所述高强度铝棒制作工艺包括以下工艺步骤：S1、配料熔炼：按比例称取铝棒原料混合均匀，加温得到第一熔体；S2、精炼：对第一熔体温度达到740

【技术实现步骤摘要】
一种高强度铝棒制作工艺


[0001]本申请涉及铝合金材料
，更具体地说，它涉及一种高强度铝棒制作工艺。

技术介绍

[0002]铝是一种银白色轻金属，常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。铝具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻、质地坚，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一，是国民经济发展的重要基础原材料。
[0003]铝棒是铝产品的一种，是铝合金中使用量非常大的一类中间产品，常见的铝棒为圆柱形。铝棒按含有的金属元素不同，一般可以分为8个大类，包括1000系列铝棒、2000系列铝棒、3000系列铝棒、4000系列铝棒、5000系列铝棒、6000系列铝棒、7000系列铝棒和8000系列铝棒，主要作为建筑型材、灌溉管材、汽车配件、栏栅等挤压产品的坯料或者飞机蒙皮、机身框架、螺旋桨等锻件产品的坯料。
[0004]通常采用往铝合金中加入增加强度的合金来实现，比如Si、Mg元素等，但材料抗疲劳性能好的话需要材料具有好的晶粒组织，不能够有粗晶或较大粗晶环出现，从而会降低材料的力学强度。

技术实现思路

[0005]为了提高铝棒的力学强度，本申请提供一种高强度铝棒制作工艺。
[0006]第一方面，本申请提供一种高强度铝棒制作工艺，采用如下的技术方案：一种高强度铝棒制作工艺，其包括以下工艺步骤：S1、配料熔炼：按比例称取铝棒原料混合均匀，将铝棒原料加温至720
‑
760℃熔化，搅拌20
‑<br/>25min，得到第一熔体；S2、精炼：当熔体温度达到740
‑
760℃时，搅拌20
‑
25min，当熔体温度降至720
‑
740℃时，采用氩气喷粉精炼，得到第二熔体；S3、铸造：将精炼后的第二熔体静置20
‑
25min分钟，浇铸成铸锭；S4、均质化：采用均质处理工艺对铸锭均质化处理，得到均质后铸锭；S5、挤压：将铸锭按照4
‑
8m/min的挤出速度进行挤压，得到铝合金型材；S6、上色、封孔：对挤压好的铝合金型材，进行上色、封孔，得到高强度铝棒。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请采用配料熔炼、精炼、铸造、均质化、挤压、上色封孔的工艺步骤制作出铝棒，制得的铝棒具有较好的屈服强度、抗拉强度和延伸率，综合力学性能较好，其中，制得的高强度铝棒的屈服强度均超过415MPa、抗拉强度均超过487MPa和延伸率超过10.0％，使铝棒的力学强度和韧性均得到有效提升。
[0008]作为优选，所述步骤S1中铝棒包括如下重量百分比的原料：硅1.1
‑
1.25％、镁0.7
‑
0.9％、锰0.6
‑
0.7％、铜0.045
‑
0.08％、锌0.03
‑
0.08％、钛0.02
‑
0.04％、铁0.05
‑
0.12％，余量为铝。
[0009]通过采用上述技术方案，本申请按上述配方配比各成份物料并投入炉内搅拌均匀进行熔铸，然后将熔体浇铸成铸棒，铸棒经过均质处理后再进行挤压成型成棒材，最后将挤压成型的棒材经过一系列处理后得到所需铝棒，其中原料中降低了锌和铁的含量，能够降低铝棒的脆性，从而使制得的铝棒具有较好的力学强度。
[0010]作为优选，所述铝棒原料中还添加有如下重量百分比的原料：铬0.15
‑
0.35％、锆0.3
‑
0.5％和钼0.2
‑
0.4％。
[0011]通过采用上述技术方案，本申请中在铝棒原料中加入铬、锆和钼元素遏制材料在制备过程中晶粒涨大趋势，减少材料粗晶环产生，使铝棒棒材的力学强度进一步提高。
[0012]作为优选，所述步骤S2中精炼时间为35
‑
55min。
[0013]通过采用上述技术方案，本申请通过优化铝棒制备工艺中的精炼时间，随着精炼时间的增加，使制得的铝棒的屈服强度、抗拉强度和延伸率均有所提高。
[0014]作为优选，所述步骤S3中第二熔体温度为720
‑
760℃时浇铸成铸锭备用，浇铸过程中控制铝液到达模盘时温度为680
‑
720℃，在浇铸同时加入铝钛硼线对铸锭晶粒细化，加入速度为2
‑
3m/min。
[0015]通过采用上述技术方案，本申请通过优化铝棒制备工艺中步骤S3铸造时第二熔体的温度和浇铸过程中铝液到达模盘时的温度，使制得的铝棒的屈服强度、抗拉强度和延伸率均有所提高。
[0016]作为优选，所述铸造时通入高纯氩气，氩气含量99.7％以上。
[0017]作为优选，所述S4均质化先将铝合金铸棒的温度加温至升温至500
‑
550℃，保温8
‑
10小时，保温结束后的铝合金铸棒迅速转移至冷却室内进行冷却，得到均质后铸锭。
[0018]通过采用上述技术方案，本申请通过优化铝棒制备工艺中步骤S4均质化时的温度和保温时间，使制得的铝棒的屈服强度、抗拉强度和延伸率均有所提高，其中，其中当温度升温至550℃，保温时间为10小时时，得到的高强度铝棒的屈服强度达到436MPa、抗拉强度达到508MPa和延伸率达到10.4％。
[0019]作为优选，所述S5挤压时将挤压模具加热，加热温度470
‑
490℃，铸锭加热至480
‑
520℃进入挤压筒挤压，挤压筒预热温度390
‑
440℃，得到铝合金型材。
[0020]通过采用上述技术方案，本申请通过优化铝棒制备工艺中步骤S5挤压时的温度范围，使制得的铝棒的屈服强度、抗拉强度和延伸率均有所提高。
[0021]作为优选，所述S6采用Ni
2+
、F
‑
冷封孔工艺。
[0022]通过采用上述技术方案，将得到的铝合金型材上色后的多孔氧化膜的膜孔孔隙进行封孔，使氧化膜的抗蚀和耐磨性能增强。
[0023]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请采用配料熔炼、精炼、铸造、均质化、挤压、上色封孔的工艺步骤制作出铝棒，制得的铝棒具有较好的屈服强度、抗拉强度和延伸率，综合力学性能较好，其中，制得的高强度铝棒的屈服强度均超过415MPa、抗拉强度均超过487MPa和延伸率超过10.0％，使铝棒的力学强度和韧性均得到有效提升。
[0024]2、本申请中在铝棒原料中加入铬、锆和钼元素遏制材料在制备过程中晶粒涨大趋势，减少材料粗晶环产生，使铝棒棒材的力学强度进一步提高。
[0025]3、本申请中对铝棒原料进行熔铸，然后将熔体浇铸成铸棒，铸棒经过均质处理后
再进行挤压成型成棒材，最后将挤压成型的棒材经过一系列处理后得到所需铝棒，其中原料中降低了锌和铁的含量，能够降低铝棒的脆性，从而使制得的铝棒具有较好的力学强度。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度铝棒制作工艺，其特征在于，其包括以下工艺步骤：S1、配料熔炼：按比例称取铝棒原料混合均匀，将铝棒原料加温至720
‑
760℃熔化，搅拌20
‑
25min，得到第一熔体；S2、精炼：当第一熔体温度达到740
‑
760℃时，搅拌20
‑
25min，当第一熔体温度降至720
‑
740℃时，采用氩气喷粉精炼，得到第二熔体；S3、铸造：将精炼后的第二熔体静置20
‑
25min分钟，浇铸成铸锭；S4、均质化：采用均质处理工艺对铸锭均质化处理，得到均质后铸锭；S5、挤压：将铸锭按照4
‑
8m/min的挤出速度进行挤压，得到铝合金型材；S6、上色、封孔：对挤压好的铝合金型材，进行上色、封孔，得到高强度铝棒。2.根据权利要求1所述的一种高强度铝棒制作工艺，其特征在于：所述步骤S1中铝棒包括如下重量百分比的原料：硅1.1
‑
1.25%、镁0.7
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0.9% 、锰0.6
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0.7%、铜0.045
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0.08%、锌0.03
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0.08%、钛0.02
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0.04%、铁0.05
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0.12%，余量为铝。3.根据权利要求2所述的一种高强度铝棒制作工艺，其特征在于：所述铝棒原料中还添加有如下重量百分比的原料：铬0.15
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【专利技术属性】
技术研发人员：任大伟，
申请(专利权)人：北京永一格国际展览有限公司，
类型：发明
国别省市：