[发明专利]6061合金以及制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及合金领域，更具体地说，涉及一种6061合金以及制备方法。

背景技术

6061铝合金属于Al-Mg-Si系列合金，是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度中等，并具有良好的机械加工性能、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、高韧性及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等特点。广泛应用于制造飞机、轮船、汽车以及家具上的高要求的复杂管、棒、型材。

现有技术中，在生产该合金时其低倍组织会出现严重的、深度为5～10mm的粗晶环。粗晶环是挤压制品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，达到800～1500btm。它引起制品力学性能降低，抗疲劳性能比中心区低，淬火后以及用带有这种缺陷的坯料锻造时，常在粗晶区产生裂纹。具有这种缺陷的铝型材在拉伸矫直时，表面变得粗糙，在阳极氧化后出现花斑、表面不美观。

2012年我公司通过改进淬火工艺解决了直径小于55mm棒材的粗晶环的问题，在直径大于55mm的棒材的粗晶环的问题还有待解决。目前还没有针对上述问题的通用性方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种6061合金以及制备方法，使得制品的粗晶环控制在3mm以下。

本发明提供了一种6061合金，包括：

优选的，所述Fe的含量为0.52wt％～0.68wt％。

优选的，所述Fe的含量为0.54wt％～0.66wt％。

优选的，所述Mn的含量为0.09wt％～0.14wt％。

优选的，所述Mn的含量为0.10wt％～0.13wt％。

优选的，所述Cr的含量为0.27wt％～0.33wt％。

优选的，所述Cr的含量为0.28wt％～0.32wt％。

优选的，所述Cu的含量为0.26wt％～0.38wt％。

优选的，所述6061合金的粗晶环为3mm以下。

本发明提供了一种如上述权利要求所述的6061合金的制备方法，包括：

将Si源、Fe源、Cu源、Mn源、Mg源、Cr源、Zn源、Ti源和Al源经过熔炼、铸造、铸锭加热、挤压、淬火、人工时效得到6061合金。

与现有技术相比，本发明提供了一种6061合金，包括：Si 0.4wt％～0.8wt％；Fe 0.5wt％～0.7wt％；Cu 0.25wt％～0.4wt％；Mn 0.08wt％～0.15wt％；Mg 0.8wt％～1.2wt％；Cr 0.25wt％～0.35wt％；Zn 0.2wt％～5wt％；Ti 0.1wt％～5wt％；余量的Al。本发明中的6061合金以Mg、Si、Cu为主要合金元素，为强化相，起固溶效果。通过本发明所述的Mg、Si的含量，使得该合金在淬火时效时抗拉强度提高、伸长率降低。合金中Cu的含量使得合金的塑性增加、抑制挤压效应，降低合金加工的各向异性。本发明通过上述Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti和Al的特定含量和组成的配比，使得本发明合金制品的粗晶环控制在3mm以下，并且成本较低。

具体实施方式

本发明提供了一种6061合金，包括：

本发明的6061合金包括Si 0.4wt％～0.8wt％，优选为0.38wt％～0.78wt％。本发明的6061合金包括Mg 0.8wt％～1.2wt％；优选为0.82wt％～1.1wt％。通过本发明所述的Mg、Si的含量，使得该合金在淬火时效状态(T6)的抗拉强度提高、伸长率降低。

本发明的6016合金包括Cu 0.25wt％～0.4wt％，优选为0.26wt％～0.38wt％。本发明中的6061合金以Mg、Si、Cu为主要合金元素，为强化相，起固溶效果。合金中Cu的含量使得合金的塑性增加、增加了热处理强化效果、抑制挤压效应，降低合金加工的各向异性。

本发明的6016合金包括Fe 0.5wt％～0.7wt％；优选为0.52wt％～0.68wt％，更优选为0.54wt％～0.66wt％，最优选为0.56wt％～0.64wt％。本发明通过研究发现，Fe的含量超过本发明所述范围时，会生成不溶的AlMnFeSi相，降低制品的强度、塑性和耐腐蚀性能。