【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金的制备领域，具体而言，涉及一种超大规格交通运输用的铝合金型材及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，低碳、环保、绿色、节能已成为全球产业发展的主要方向，交通运输领域的节能减排也越来越受到全球各个国家的重视，交通运输工具的轻量化是实现交通节能的重大措施之一。交通运输工具的轻量化除了在设计上对结构、发动机等采用新的技术以外，在材料上选用质量更轻、密度更小的材料是实现上述目标的最有效途径。铝合金以其密度小，比强度、比刚度高，优良机械加工性能、散热性能、铸造性能、尺寸稳定和便于回收利用等一系列优点，在航空航天、大型客车、快速客车、轻轨列车、轨道交通、城市交通、船舶交通等交通运输领域获得广泛应用，是目前规模化应用中的最轻的金属结构材料之一。但目前，铝合金型材在交通运输领域上的应用，尚存在一些问题，主要包括有：一是铝合金在不同交通运输车辆零部件上的应用，对强度、耐蚀性、耐压馈性、可焊性等综合性能要求较高，需要各项性能协同匹配，才能达到应用要求；二是交通运输用铝合金型材往往存在大规格、壁厚薄、腔体多、宽厚比大，为保证型材可挤压、易成型、挤压出后组织和性能均匀，对挤压加工工艺提高了很高的要求；三是超大规格复杂截面交通运输用铝合金型材变形难度大，模具设计要求高，模具设计不合理往往会导致难以挤出成形、崩模、产品质量不合格等问题。综上，目前现有技术尚不能完全满足超大规格复杂截面交通运输用铝合金型材的生产要求。
技术实现思路
1、基于此，为了解决现有的超大规格交通运输用铝合金性能不能满足
2、一种超大规格交通运输用的铝合金型材，所述铝合金型材包括以下质量百分比的成分：
3、mg 0.62％～0.70％，si 0.75％～0.85％，mn 0.25％～0.30％，cu 0.15％～0.20％，ti 0.02％-0.03％，y+zr 0.06％～0.16％，fe≤0.15％，微量mn+y+zr的总量控制在0.4％～0.7％，余量al；杂质元素单个含量≤0.05％，杂质元素总含量≤0.15％。
4、本专利技术还提供一种超大规格交通运输用的铝合金型材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
5、将铝锭添加至熔炼炉中，然后分别添加中间合金，再添加金属镁锭，控制熔炼处理的温度，待熔炼炉内的炉料全部熔化后启动电磁搅拌装置对熔体进行搅拌，得到均匀的熔体；
6、进行熔炼炉内预精炼，然后进行保温炉内精炼且保温炉内精炼过程中需要控制熔体的氧化造渣以及吸气在最低程度，得到合金液；
7、待保温炉内精炼完成后，将钛剂添加至合金液中，搅拌扒渣处理，并用无钠无钙覆盖剂对熔体进行覆盖，静置20min～30min后，放流铸造，且放流铸造时，合金液由保温炉流口流经在线除气除渣装置进行在线精炼处理、除气处理以及除渣处理后，进入分流盘进行半连续同水平热顶铸造，得到铝棒；
8、对所述铝棒进行质量分析，待符合挤压工序要求时，均匀化处理后，然后经过热处理，再经过热挤压处理与在线淬火，得到挤压型材；
9、将挤压型材进行时效处理，得到超大规格交通运输用的铝合金型材。
10、进一步地，所述中间合金包括al-20 si中间合金、al-50 cu中间合金、al-10 mn中间合金、al-10 y中间合金以及al-4 zr中间合金。
11、进一步地，熔炼处理的温度为730℃～760℃。
12、进一步地，所述熔炼炉内预精炼的温度为730℃～750℃，采用高纯氩气为载体将精炼剂通入熔体内，以除去熔体中大部分的氧化夹杂和溶解氢。
13、进一步地，所述保温炉内精炼为：将熔炼炉内预精炼完成的熔体导入保温炉内，在温度为720℃～730℃温度条件下，对保温炉内喷射精炼且喷射精炼采用高纯度氩气为载体将精炼剂通入熔体中，利用精炼管在熔体中不同部位和深度的往返游弋，并通过氩气压力的调整对精炼管浸入熔体深度的掌握，确保熔体翻腾高度小于50mm。
14、进一步地，所述在线精炼处理为：在线除气装置的熔体入口前方，采用喂丝机将直径为9.5mm的al-5ti-1b杆状晶粒细化剂加入流槽中，对合金熔体进行在线细化处理，其加入速度控制在1800mm/min～2100mm/min；
15、所述除气处理为：采用流槽式双石墨转子在线除气装置对合金熔体进行在线除气，其中，除气介质为纯度为99.99％份高纯氩气，转子转速控制在200r/min～280r/min，压气流量控制在4m3/h～4.5m3/h；
16、所述除渣处理为：采用40ppi和50ppi的陶瓷泡沫过滤板对熔体进行双级在线过滤。
17、进一步地，所述半连续同水平热顶铸造为：熔体通过导入盘进入结晶器，根据熔体和冷却水的流速控制升降平台的下降速度，在下降过程中逐渐形成铝棒，其中，半连续同水平热顶铸造的温度为710℃～720℃，速度为20mm/min～30mm/min，冷却水压为0.1mpa～0.2mpa。
18、进一步地，所述热挤压处理的条件为：铝棒温度为480℃～520℃，模具温度为440℃～460℃，挤压筒温度为400℃～450℃，挤压速度为1.0mm/s～3.0mm/s，挤压出口温度为510℃～540℃，在线淬火在5min内温度降低至50℃以下。
19、进一步地，所述时效处理为挤压型材经过545℃～550℃条件下保温50min～60min后，快速水淬处理，然后经170℃～175℃时效处理0.5h～1h，停放40h～48h，再经170℃～175℃延时时效处理6h～8h。
20、上述方案中通过优化铝合金型材的成分，具体地控制mg2si含量和过剩硅的含量。合金的主要强化相是mg2si、过剩硅和al3zr/al3(y,zr)。合金的抗拉强度随mg2si和过剩硅的含量增加而提高，将合金中强化相mg2si的平均含量控制在1.0％以下，而过剩硅的平均含量控制不超过0.35％。合金中含有fe和mn,在实际铸造结晶过程中，合金中的si会优先与fe或mn形成β-alfesi或α-al12(fe mn)3si金属间化合物，这样会消耗掉部分si，因此，内控标准中将合金中镁含量控制在0.62％～0.70％，能保证铝合金型材的抗拉强度；添加少量微合金化元素mn、y和zr能形成mnal6、al3zr/al3(y,zr)相，显著细化晶粒，阻止合金的再结晶过程，提高再结晶温度，对合金有一定的弥散析出强化和亚结构强化作用，还能改善合金的塑韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。添加cu起到一定的固溶作用，降低铝合金型材的耐蚀性，在线添加al-5ti-1b的方式可以起到较好的晶粒细化效果。
21、本申请通过优化工艺保证合金液的均匀性以及铸造的质量，成分与工艺的结合，整体上能获得硬度、抗拉强度、屈服强度以及伸长率优异的超大规格交通运输用的铝合金型材，使得其符合市场使用需求。
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1.一种超大规格交通运输用的铝合金型材，其特征在于，所述铝合金型材包括以下质量百分比的成分：
2.一种超大规格交通运输用的铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1所述的超大规格交通运输用的铝合金型材，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述中间合金包括Al-20 Si中间合金、Al-50 Cu中间合金、Al-10 Mn中间合金、Al-10 Y中间合金以及Al-4 Zr中间合金。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，熔炼处理的温度为730℃～760℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼炉内预精炼的温度为730℃～750℃，采用高纯氩气为载体将精炼剂通入熔体内，以除去熔体中大部分的氧化夹杂和溶解氢。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述保温炉内精炼为：将熔炼炉内预精炼完成的熔体导入保温炉内，在温度为720℃～730℃温度条件下，对保温炉内喷射精炼且喷射精炼采用高纯度氩气为载体将精炼剂通入熔体中，利用精炼管在熔体中不同
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述在线精炼处理为：在线除气装置的熔体入口前方，采用喂丝机将直径为9.5mm的Al-5Ti-1B杆状晶粒细化剂加入流槽中，对合金熔体进行在线细化处理，其加入速度控制在1800mm/min～2100mm/min；
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述半连续同水平热顶铸造为：熔体通过导入盘进入结晶器，根据熔体和冷却水的流速控制升降平台的下降速度，在下降过程中逐渐形成铝棒，其中，半连续同水平热顶铸造的温度为710℃～720℃，速度为20mm/min～30mm/min，冷却水压为0.1MPa～0.2MPa。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热挤压处理的条件为：铝棒温度为480℃～520℃，模具温度为440℃～460℃，挤压筒温度为400℃～450℃，挤压速度为1.0mm/s～3.0mm/s，挤压出口温度为510℃～540℃，在线淬火在5min内温度降低至50℃以下。
10.根据权利要求2所述的制备方法其特征在于，其特征在于，所述时效处理为挤压型材经过545℃～550℃条件下保温50min～60min后，快速水淬处理，然后经170℃～175℃时效处理0.5h～1h，停放40h～48h，再经170℃～175℃延时时效处理6h～8h。
...【技术特征摘要】
1.一种超大规格交通运输用的铝合金型材，其特征在于，所述铝合金型材包括以下质量百分比的成分：
2.一种超大规格交通运输用的铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1所述的超大规格交通运输用的铝合金型材，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述中间合金包括al-20 si中间合金、al-50 cu中间合金、al-10 mn中间合金、al-10 y中间合金以及al-4 zr中间合金。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，熔炼处理的温度为730℃～760℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼炉内预精炼的温度为730℃～750℃，采用高纯氩气为载体将精炼剂通入熔体内，以除去熔体中大部分的氧化夹杂和溶解氢。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述保温炉内精炼为：将熔炼炉内预精炼完成的熔体导入保温炉内，在温度为720℃～730℃温度条件下，对保温炉内喷射精炼且喷射精炼采用高纯度氩气为载体将精炼剂通入熔体中，利用精炼管在熔体中不同部位和深度的往返游弋，并通过氩气压力的调整对精炼管浸入熔体深度的掌握，确保熔体翻腾高度小于50mm。
7.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李新义，胡权，高长江，魏智强，林玉金，庞宇，
申请(专利权)人：佛山市三水凤铝铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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