[发明专利]铁路货车车体铆钉用铝合金棒材

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金棒材。

背景技术

随着我国经济的快速发展，铁路运输行业的日益繁荣，给运输行业造成很大的压力，为了提高铁路货车的运输能力，一般采用铝合金材料制成车体来降低车体重量，增加载重量，因此车体用铆钉的需求量不断增加，目前的铁路货车车体用铆钉的材质为6061铝合金，其抗拉强度为260N/mm²，非比例延伸强度为240N/mm²，其力学性能低，不能满足铁路提速后铁路运输安全的要求。

发明内容

本发明是为了解决目前铁路货车车体铆钉的材料力学性能低，不能满足铁路提速后铁路运输安全的要求的问题，提供铁路货车车体铆钉用铝合金棒材。

本发明的铁路货车车体铆钉用铝合金棒材按质量百分比由0.40％～0.80％的Si、0.10％～0.30％的Fe、0.15％～0.40％的Cu、0.05％～0.15％的Mn、0.80％～1.20％的Mg、0.04％～0.35％的Cr、0.10％～0.25％的Zn、0.05％～0.15％的Ti和96.40％～99.03％的Al制成。

本发明的铁路货车车体铆钉用铝合金棒材是按以下步骤制备的：一、按铝合金棒材中元素质量百分比Si：0.40％～0.80％、Fe：0.10％～0.30％、Cu：0.15％～0.40％、Mn：0.05％～0.15％、Mg：0.80％～1.20％、Cr：0.04％～0.35％、Zn：0.10％～0.25％、Ti：0.05％～0.15％、Al：96.40％～99.03％分别称取铝锭、电解铜、镁锭、铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝锌中间合金和铝钛中间合金，然后加入到内壁涂TiO₂粉的熔炼炉中熔炼成铝合金熔液；二、将经步骤二得到的铝合金熔液经过过滤器，铸造成铝合金圆铸锭；三、将经步骤二制得的铝合金圆铸锭放置在退火炉中进行均匀化退火处理；四、将经步骤三处理的铝合金圆铸锭利用挤压机挤压成棒材半成品；五、将经步骤四制得的棒材半成品利用冷拉机冷拉成尺寸φ16mm的棒材；六、将经步骤五制得的棒材进行淬火处理；七、将经步骤六处理的棒材进行时效处理，即得到铁路货车车体铆钉用铝合金棒材。

所述步骤一中铝合金熔液的熔炼是按以下步骤进行的：a、先将铝锭和铝铬中间合金加入到熔炼炉中，加热熔化后开启搅拌，再将铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝锌中间合金和铝钛中间合金加入到熔炼炉中，继续加热搅拌使加入的上述中间合金完全熔化；b、加入电解铜，使电解铜其完全浸没于熔液中，继续加热搅拌使电解铜熔化；c、当熔体温度达到740℃后，加入镁锭使其熔化并搅拌均匀；d、按每吨合金熔液加入0.9kg～1.1kg铝钛硼晶体细化剂，在温度为730℃～750℃条件下，熔炼10min～20min；e、用体积比为Ar∶Cl₂＝11～12∶1的Ar-Cl₂混合气体精炼20min～30min后，静置20min～30min得到铝合金熔液。

所述步骤二中铝合金圆铸锭的铸造是在720℃～750℃温度下进行的，铸锭尺寸为φ162mm×500mm～600mm。

所述步骤三中铝合金圆铸锭均匀化退火的方法是：将铝合金圆铸锭加热到525℃～540℃、保温15h～17h。

所述步骤四中铝合金圆铸锭挤压的方法是：将铝合金圆铸锭放置在φ200mm的挤压机挤压筒内，加热至温度为490℃～530℃时将铝合金圆铸锭挤压成φ18mm棒材半成品。

所述步骤六中淬火的条件是：温度为523℃～532℃、保温时间为70min～80min、冷却水的温度为40℃～60℃。

所述步骤七中时效的条件是：温度为166℃～176℃、保温时间为8h～9h。

所述步骤一中熔炼炉的内壁是按每平方米涂0.01Kg的TiO₂粉。

所述步骤一中铝锭的质量纯度≥99.5％、电解铜的质量纯度≥99.5％、镁锭的质量纯度≥99.5％、铝硅中间合金的型号是Al-22％Si、铝铁中间合金的型号是Al-10％Fe、铝锰中间合金型号是Al-25％Mn、铝铬中间合金型号是Al-4％Cr、铝锌中间合金型号是Al-4％Zn和铝钛中间合金型号是Al-4％Ti。

本发明制备铁路货车车体铆钉用铝合金棒材中单一杂质元素的允许范围为≤0.05％，全部杂质元素的允许范围为≤0.15％，且该范围内的杂质对产品的性能和用途没有影响。