一种改善高强6系铝合金挤压型材表面质量的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改善高强6系铝合金挤压型材表面质量的制备方法，属于铝合金材料技术领域，所述合金成分：

【技术实现步骤摘要】
一种改善高强6系铝合金挤压型材表面质量的制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金材料
，具体地，涉及一种改善高强6系铝合金挤压型材表面质量的制备方法
。

技术介绍

[0002]6xxx
系列铝合金以硅
(Si)
和镁
(Mg)
为主要合金元素，以
Al
为主体元素
。
这些合金具有良好的强度和延展性
、
增强的耐腐蚀性
、
易于成型性和阳极氧化性
。
此外，它们还具有良好的可焊性，这使其成为结构应用的有力候选者
。Mg
和
Si
按形成准二元合金
(Al
‑
Mg2Si)
所需的比例添加，其中合金具有
(Mg
：
Si
为
1.73
：
1)
，或者
Si
含量比平衡硅化镁
(Mg2Si)
形成
。Mg2Si
的形成有利于热处理和提高强度的范围
。
[0003]铝基复合材料
(AMMC)
因其出色的机械和摩擦学性能而广泛应用于航空航天
、
航空和汽车行业
。AMMC
具有高强度
、
高杨氏模量
、
改善的耐腐蚀性能
、
蠕变
、
疲劳和磨损强度
。
它们经久耐用，几乎不需要维护，因此成为各种行业的合适结构材料
。AMMC
的使用满足了对坚固
、
轻便和高性能设备的持续需求
。
[0004]现有技术中，对于颗粒增强
AMMC
，增强颗粒的尺寸对其性能有显着影响
。
原位增强颗粒可以是亚微米级甚至纳米级
。
这些颗粒提高了基体的强度
、
硬度和耐磨性，同时保持良好的塑性
。
此外，材料的高温性能也将显着提高
。
但纳米粒子的比表面能较大，纳米粒子容易团聚，极大地限制了强化增韧效果和6系铝合金的表面质量
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种改善高强6系铝合金挤压型材表面质量的制备方法，通过在铝熔体体系中原位合成
TiB2和
MgAI2O4，起到细化晶粒的作用，其次体系中合成的
MgAl2O4(
尖晶石
)
也可以用来通过增强界面结合来提高金属和陶瓷
(TiB2)
之间的粘合质量，通过稀土元素的掺加，可以防止
TiB2的聚沉，进一步提高分散性，降低铝合金表面的粗糙度，达到提高铝合金表面质量的作用
。
[0006]本专利技术要解决的技术问题：原位增强颗粒可以是亚微米级甚至纳米级
。
这些颗粒提高了基体的强度
、
硬度和耐磨性，同时保持良好的塑性
。
此外，材料的高温性能也将显着提高
。
但纳米粒子的比表面能较大，纳米粒子容易团聚，极大地限制了强化增韧效果和6系铝合金的表面质量
。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种改善高强6系铝合金挤压型材表面质量的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)、
熔铸工艺：将铝锭
、
铝硅中间合金
、
铝锰中间合金
、
铝锆中间合金和铝基增强材料加入坩埚炉中，将坩埚炉加热到
720
‑
780℃
，待材料融化完全后，压入镁锭
、
颗粒精炼剂和稀土元素，在氩气气氛下对熔体进行精炼，精炼完成后，撒入清渣剂进行扒渣，然后向熔体撒入覆盖剂，静置温度控制在
760
‑
780℃
，静置时间半小时，熔体温度在
770
‑
790℃
时开始铸造，铸盘温度宜控制在
710
‑
730℃
，铸造速度
80
‑
100mm/s
；
[0010]2)、
初次均质工艺：均质保温温度在
550
‑
565℃
，保温时间6‑
10h
，自然冷却至室温；
[0011]3)、
二次均质工艺：初步均质工艺后，将样品从环境温度加热至
175
‑
300℃
，保温时间4‑
12h
，然后自然冷却至室温；
[0012]4)、
挤压工艺：挤压铸锭棒温
450
‑
500℃
，型材速度5‑
10m/min
，冷却强度
≥550℃/min
；
[0013]所述合金成分：
1.5
‑
1.7
％
Si、0.7
‑
1.0
％
Cu、0.9
‑
1.2
％
Mn、1.3
‑
1.7
％
Mg、0.15
‑
0.25
％
Cr、0.03
‑
0.05
％
Ti、0.3
％
Fe
和
0.2
％稀土元素，杂质单个低于
0.05
％，总量不低于
0.15
％，余量为
Al。
[0014]进一步地，初次均质工艺和二次均质工艺的升温速率为
5℃/min。
[0015]需要说明的是：如果采用传统的一步均质化，加热温度将迅速超过亚稳态
Mg2Si
或
Q
相的析出温度范围
(150℃
至
350℃)。
在本专利技术中，在
5℃/min
的加热速率下，仅用时
40
分钟沉淀亚稳态
Mg2Si
和
Q
相
。
在溶质贫化区，由于缺乏驱动力，
α
‑
Al(Mn
，
Cr)Si
弥散体的成核位点的沉淀不充分
。
例如，在严重的
Si
偏析区，亚稳
Mg2Si
和
Q
相的析出将极其困难
。
因此，在晶粒和枝晶臂的中心，亚稳态
Mg2Si
不足和
Q
相沉淀
。
结果，当加热温度达到
α
‑
Al(Mn
，
Cr)Si
弥散体的析出温度时，
α
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改善高强6系铝合金挤压型材表面质量的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、
熔铸工艺：将铝锭
、
铝硅中间合金
、
铝锰中间合金
、
铝锆中间合金和铝基增强材料加入坩埚炉中，将坩埚炉加热到
720
‑
780℃
，待材料融化完全后，压入镁锭
、
颗粒精炼剂和稀土元素，在氩气气氛下对熔体进行精炼，精炼完成后，撒入清渣剂进行扒渣，然后向熔体撒入覆盖剂，静置温度控制在
760
‑
780℃
，静置时间半小时，熔体温度在
770
‑
790℃
时开始铸造，铸盘温度宜控制在
710
‑
730℃
，铸造速度
80
‑
100mm/s
；
2)、
初次均质工艺：均质保温温度在
550
‑
565℃
，保温时间6‑
10h
，自然冷却至室温；
3)、
二次均质工艺：初步均质工艺后，将样品从环境温度加热至
175
‑
300℃
，保温时间4‑
12h
，然后自然冷却至室温；
4)、
挤压工艺：挤压铸锭棒温
450
‑
500℃
，型材速度5‑
10m/min
，冷却强度
≥550℃/min
；所述合金成分：
1.5
‑
1.7
％
Si、0.7
‑
1.0
％
Cu、0.9
‑
1.2
％
Mn、1.3
‑
1.7
％
Mg、0.15
‑
0.25
％
Cr、0.03
‑
0.05
％
Ti、0.3
％
Fe
和
0.2
％稀土元素，杂质单个低于
0.05
％，总量不低于
0.15
％，余量为
Al。2.
根据权利要求1所述的改善高强6系铝合金挤压型材表面质量的制备方法，其特征在于：初次...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴应鑫，黄铁兴，刘馥兵，冯永平，施宾，
申请(专利权)人：福建祥鑫新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：