[发明专利]一种轨道车辆电气柜铝型材的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金型材的生产方法，尤其是涉及一种轨道交通高速动车组车体电柜用铝合金型材的生产方法。

背景技术

目前，铝合金及铝半成品中，挤压是主要的成型工艺之一，为保证挤压热处理效果，应采用高温挤压，挤压过程中铝棒与挤压筒摩擦产生大量热量，导致铝棒温度逐渐升高，若铝棒加热温度前后一致，会导致型材出口温度开始低，然后逐渐升高；由于铝棒在挤压过程中前后受热不均，导致挤压后的型材出现前后组织不均、尺寸和形状不一致等问题，进而使得挤压后的型材性能前后不一致。

挤压后的铝型材，在自然时效过程中逐渐析出GP区，经固溶后充分人工时效，强度可达到400MPa，但此状态下的应力腐蚀开裂非常敏感。

7003合金现已被广泛用于动车车体上，主要用在车体构件、车顶梁、上侧梁薄壁大型型材、骨架及外板型材、电柜型材等，承载铝合金动车组电力系统的柜体承受不同方向的应力载荷，其电力系统重约2吨，要求型材力学强度较高，且动车组运行风雨、高低温变化复杂的环境中，型材更容易出现应力腐蚀开裂的现象。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种轨道车辆电气柜型材加工尺寸、形状、组织等比较均匀，强度高，且型材的抗应力腐蚀性能较高的生产方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种轨道车辆电气柜铝型材的生产方法，包括以下步骤：

步骤一：将模具进行加热，加热温度控制在440℃～460℃，并且保温7～10个小时；

步骤二：清理挤压筒，至少清理两次；

步骤三：将挤压筒加热，加热温度控制在420℃～440℃；

步骤四：加热铝棒，将铝棒的前端温度加热到440℃～460℃，加热温度从前端至后端逐渐降低，铝棒的前后端的温差控制在40℃～70℃；

步骤五：将加热后的铝棒放入挤压机中进行挤压，挤压速度为5±0.5m/min；

步骤六：对挤压后的铝型材进行风冷在线淬火，淬火速率为120～150℃/min；

步骤七：拉直挤压后的铝型材，拉直率为0.2％～0.8％；

步骤八：双级时效

首先，自然时效：对铝型材自然冷却72小时，然后，一级人工时效：对自然冷却后的铝型材加热到90℃～110℃，并保温12小时，最后，二级人工时效：加热铝型材至150℃～160℃，并保温11小时。

本发明的有益效果是：本生产方法利用各个阶段的温度控制达到对成品质量的控制，在步骤四中铝棒的加热温度从前往后逐渐降低能够保证铝棒加工时的热均匀性，使得挤压后的型材前后的组织比较均与、尺寸和形状一致，进而使得挤压后的铝型材的前后性能一致；步骤一至步骤五中挤压速度、铝棒温度、模具温度、挤压筒温度相互配合是控制型材固溶温度的关键，避免高温固溶Mn、Cr等金属化合物的析出和球化，产生粗大的再结晶组织、粗晶层对型材的抗应力腐蚀性能不利，以及避免低温固溶不能满足在线淬火效果和焊合性能，后续无法通过措施进行弥补的缺点；步骤六中在线淬火速率可以有效控制第二相析出速度，避免产生粗大的第二相，提高抗应力腐蚀能力；步骤七中控制合理的拉直率，能够释放型材内的残余应力，且能够保证型材的平整度；步骤八中经过二级人工时效，合金晶界析出相呈断续状分布，同时存在较为明显的无沉淀析出带，这种晶界结构有助于提高合金的抗应力腐蚀性能，可以使合金在保持中高强度的同时，能够提高型材的抗应力腐蚀性能。

进一步，还包括步骤九：试验

1)C环应力腐蚀实验，按照《HB 5259-1983铝合金C环试样应力腐蚀试验方法》进行；

2)应力腐蚀实验，按照《GB/T 15970.7-2000金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》第7部分:慢应变速率试验进行；

比值＝T溶液/T空气，T溶液是指试样在酸性溶液中试验得到的结果，T空气是指试样在空气中试验得到的结果，比值越大则开裂敏感度越低，比值越小则开裂敏感度越高。

3)力学性能测试，按照《JIS H4100-2006铝和铝合金挤压型材》测试。

4)显微组织检验，按照《GB/T3246.1-2000变形铝及铝合金制品显微组织检验方法》进行检测。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：保证加工后的型材能够满足抗应力腐蚀和力学性能的要求。

具体实施方式

现结合具体实施方式对本发明进一步说明。

采用铝棒的成分如下表所示：