[发明专利]高速动车用Al‑Mg‑Si合金型材制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金制备技术领域，尤其涉及一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法。

背景技术

Al-Mg-Si合金型材强度适中、容易折弯、焊接性能优良，广泛应用于轨道交通领域。轨道交通列车运行速度快，对材料的性能要求相对较高，其力学性能要求均是按照T6状态要求，而由于挤压型材离线淬火设备较为复杂，且价格昂贵，目前很少有铝型材企业配备挤压型材离线淬火设备，因此，目前工业生产方式一般都是用T5状态代替T6状态，T5状态力学性能虽然一般也能达到T6状态最低要求，但较T6状态平均要低20-30MPa，力学性能的降低会导致列车结构安全性降低。

目前工业化生产普遍采用单级时效工艺，即生产工艺路线一般为：挤压—在线淬火—单级高温人工时效，无法有效的控制该Al-Mg-Si合金时效过程中析出相的形态、大小和分布，因此，在T5状态下固溶不够充分时，无法获得高的强度，从而达不到高速动车的使用要求。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种能够让高速动车用Al-Mg-Si型材强度在T5状态下达到或略高于普通T6水平的型材制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高速动车用Al-Mg-Si合金型材制备方法，包括有以下步骤：

（一）挤压：铸造的铝合金铸锭为Al-Mg-Si合金铸锭，所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.4-0.8%，Mg：0.8-1.2%，Cu：0.15-0.4%，Fe≤0.7%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr ≤0.3%、Mn≤0.15%、Zn≤0.25%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质；待所述Al-Mg-Si合金铸锭以及模具加热完成，挤压筒到温之后上模进行挤压，挤压速度控制在1-5m/min；

（二）在线淬火：型材淬火区入口温度为480-530℃，通过风冷或者水冷的方式使型材冷却，冷却速度为1-10℃/s；

（三）单级低温人工时效：时效温度为40-70℃，保温时间为4-40h；

（四）冷却停放：低温人工时效后，型材出炉冷却至室温，并停放2-48h；

（五）双级高温人工时效：第一级时效温度为100-150℃，保温时间为2-48h；第二级时效温度为120-200℃，保温时间为1-24h。

优选的是，所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.4-0.6%，Mg：0.8-1%，Cu：0.15-0.3%，Fe≤0.6%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr ≤0.2%、Mn≤0.1%、Zn≤0.2%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质。

优选的是，所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.6-0.8%，Mg：1-1.2%，Cu：0.3-0.4%，Fe≤0.6%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr ≤0.2%、Mn≤0.1%、Zn≤0.2%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质。

优选的是，所述Al-Mg-Si合金铸锭的组分及重量百分比为：Si：0.5-0.6%，Mg：0.9-1%，Cu：0.2-0.3%，Fe≤0.7%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Cr ≤0.1%、Mn≤0.1%、Zn≤0.2%、Ti≤0.1%、V≤0.05%、Sc≤0.15%、Ag≤0.2%，其余为Al及不可避免的杂质。

优选的是，步骤（一）挤压中，所述Al-Mg-Si合金铸锭加热完成温度为480-520℃，所述模具加热完成温度为490-510℃，所述待挤压筒到温温度为440-460℃。

优选的是，步骤（二）在线淬火中，型材冷却速度为1-5℃/s。

优选的是，步骤（三）单级低温人工时效中，时效温度为55-60℃，保温时间为8-20h。

优选的是，步骤（三）单级低温人工时效中，时效温度为60-70℃，保温时间为8-15h。

优选的是，步骤（五）双级高温人工时效中，第一级时效温度为110-130℃，保温时间为12-22h；第二级时效温度为150-180℃，保温时间为5-10h。

优选的是，步骤（五）双级高温人工时效中，第一级时效温度为130-150℃，保温时间为12-22h；第二级时效温度为180-200℃，保温时间为1-10h。