【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料加工，具体为一种解决6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法。
技术介绍
1、粗晶环是铝合金挤压制品在截面周边上形成的环状粗大晶粒区域，是挤压制品的一种组织缺陷。粗晶环中的晶粒尺寸可超过原始晶粒尺寸的10～100倍。粗晶区金属抗疲劳性能和力学性能降低，带有这种缺陷的锻造料，常在粗晶区产生裂纹。产生粗晶的原因在于再结晶，在进行正向挤压时，锭坯表面与挤压筒的强烈摩擦使得外层金属的变形程度比中心区高几十倍，同时外层金属受到较大的剪切变形，晶粒遭到较大的破碎，使内能增高，再结晶温度降低。
2、6082铝合金是6系列中强度较高的合金型号，具有良好的成型性、易焊接性和耐腐蚀性，常用于交通工业和建筑结构工程等领域，特别是随着新能源汽车的发展，汽车轻量化逐渐成为主流趋势，越来越多的乘用车悬挂和转向系统锻件采用6082铝合金材料。据统计，汽车每减重10%可减少6-8%的油耗和尾气排放、8%的0-60km/h加速时间和5%的刹车距离。乘用车悬挂和转向系统用6082铝合金锻件替代钢质材料，可实现减重50-100kg，由此适应汽车轻量化要求，但是6082铝合金挤压棒材也是粗晶环较为容易发生的合金类型，粗晶环会导致乘用车悬挂和转向系统锻件后续锻造过程中出现开裂等情况。为了消除6082挤压制品的粗晶环，工程技术人员采用了多种方式进行改良，检索到关于改善铝合金粗晶环的现有文献如下：
3、1、一种6系列高强度细晶粒锻造汽车控制臂用铝合金棒材的制备方法；申请号：202110530321 .2；摘要：一种6系列高强度
4、2、一种抑制粗晶组织的al-mg-si系铝合金的模锻件的制备方法；202110683804.6；一种抑制粗晶组织的al-mg-si系铝合金的模锻件的制备方法，铝合金包括如下质量含量的成分：mg 0.4%-1.5％、si 0.3%-1.5％、cu 0.01%-0.7％、fe 0 .01%-0.3％、mn 0.01%-1.0%、zr 0.001 %-0.25％、cr 0.01 %-0.5％、sc 0.001%-0.25％，v0.01%-0.1％，ti 0.01%-0.25％以及其他过渡族元素，制备方法为：熔体洁净化处理、近锻形多根热顶铸造、多级控速均匀化、室温或高温模锻成型、双级固溶和时效处理。制备的模锻件无粗大晶粒或粗晶组织特征，抗疲劳和阳极氧化性能优异，可制备车辆交通和运输工具铝合金结构件。
5、虽然现有文献中也提及6系列铝合金通过添加zr、v等稀土元素的方式、以及多级均匀化等方式达到消除粗晶，细化晶粒，提高铝合金金属性能的效果，但是是否可以通过其他的工艺和方式达到相同或者超过原有技术的稳定效果，是本领域技术人员值得继续探讨的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种解决6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法，通过优化合金成分，改进挤压模具流道，以及控制均热和挤压过程中的温度等综合措施，达到消除6082铝合金挤压棒材粗晶环的效果。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、1、一种解决6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、（1）成分设计：合金元素重量百分比si：0.9-1.2%，fe：0.1-0.3%，cu：0.01-0.03%，mn：0.40-0.70%，mg：0.7-1.0%，cr：0.13-0.20%，zn：≤0.1%， ti：0.02-0.05%，la:0.005-0.02%，ce:0.005-0.02%；余量为al；
5、跟国标相比较特别控制了fe、cu、cr、ti的成分含量，fe的含量，少量的铁对合金力学性能没有不利影响，并可以在后续中形成高温相提高再结晶的阏值（提高再结晶温度），从而一定程度上消除粗晶。控制一定cu的含量，少量的cu可以固溶于基体中，在热处理中起到强化合金效果，同时消除mn产生的各项异性（mn本身有晶界吸附现象，不可避免造成晶内偏析，mn高的地方再结晶温度高，mn低的地方再结晶温度较低，因此mn低的区域易产生粗晶）加一定量的cu一定程度上消除这种不均匀性，从而抑制粗晶产生。
6、la和ce稀土元素的加入因其与氢有较强的亲和力在溶体中起到吸附氢气及杂渣（形成res、repb等多元化合物）从而净化溶体，同时对这两个稀土的加入在熔体凝固过程中使晶界表面张力降低，提高了晶核的生长速度，在晶粒与熔液之间形成表面活性膜，从而可一定程度上抑制晶粒长大起到细晶作用。la和ce属于同类元素，一起添加相比于单一加入可起到相辅相成效果，实现1+1＞2。
7、投料：采用分批次进行投料，先投si和铝锭，然后在融化后的合金中投mn、cr、cu，保证中金快速融化均匀，在静置炉中再配入fe、mg、la、ce合金；
8、采用分批次进行投料，先投si和铝锭，然后在融化后的合金中投含有mn、cr、cu的中间合金，保证中间合金快速融化均匀，最后在静置炉中再配入fe、mg、la、ce合金，一是防止fe沉底导致不均匀，二是保证mg减少烧损，la、ce则是保证到铸造的时间尽量控制在最佳失效时间内。
9、（3）铝钛硼丝添加：给进速度控制800-1200mm/min；采用kbm公司alti5b1-φ11进口航空级钛硼丝在线添加，进给速度太慢达不到细化效果，速度太快熔化不均匀，细化效果好才能保证铸锭控制在一级晶粒以内。
10、（4）除气除渣：采用氯氩混合气体比例为：5%~40%，气体流量为：5~15m³/h，四级除气：在静置炉进行第一级除气除渣，第二级在流槽中在线用氯氩气除气除渣，第三级在流槽中在线用氩气除气除渣 ，第四级在铸造前进行过滤气渣；四级除气以保证铸锭的致密性均匀性。
11、（5）铸造：采用热顶半连续铸造，铸造温度690-720℃，水流量120-180m³/h；冷却水流量120-180m³/h，保证成型前提下快速冷却，使铸锭晶粒越细，抑制第二相长大；
12、（6）均热：双级均热，第一级：400-420℃/5-10h；第二级：545-565℃/10-30h；均热后冷却速率：300-500℃/h；均热后冷却速率：300-500℃/h；第一级温度预先有利于铸态中的含铁锰铬难熔相形貌发生球化溶解，更有利于析出抑制再结晶尺寸的析本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种解决6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法，其特征在于，其合金成分设计为：合金元素重量百分比Si：0.9-1.2%，Fe：0.1-0.3%，Cu：0.01-0.03%，Mn：0.40-0.70%，Mg：0.7-1.0%，Cr：0.13-0.20%，Zn：≤0.1%，Ti：0.02-0.05%，La:0.005-0.02%,Ce:0.005-0.02%；余量为Al。
2.根据权利要求1所述6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法，其特征在于，所述工艺还包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法，其特征在于，所述步骤（8）中，模具采用双锥缩口导流垫，进料端为锥形缩口，锥度为30-60°，出料端为微锥形扩口，锥度为3-5°。
4.根据权利要求1所述6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法，其特征在于，所述步骤（1）中，La的添加量为0.015%；Ce的添加量为0.015%-0.02%。
5.根据权利要求1所述6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法，其特征在于，所述步骤（6）中，双级
...【技术特征摘要】
1.一种解决6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法，其特征在于，其合金成分设计为：合金元素重量百分比si：0.9-1.2%，fe：0.1-0.3%，cu：0.01-0.03%，mn：0.40-0.70%，mg：0.7-1.0%，cr：0.13-0.20%，zn：≤0.1%，ti：0.02-0.05%，la:0.005-0.02%,ce:0.005-0.02%；余量为al。
2.根据权利要求1所述6082铝合金挤压棒材粗晶环的综合工艺方法，其特征在于，所述工艺还包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述6082铝合金...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄惠毅，李飞龙，乐永康，廖斌，周雄多，陈平，庞宇，张鹏，李建明，戴小杰，胡武，张剑锋，
申请(专利权)人：南南铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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