[发明专利]高速动车用Al-Zn-Mg铝合金空心型材的生产方法

说明书

本发明公开了一种高速动车用铝合金空心型材的生产方法，包括生产步骤：软合金引锭挤压、辊底连续式固溶淬火、拉伸矫直、成品锯切、取样、检尺和装框、三级积分时效炉时效、性能检测和包装入库；针对高速动车用Al‑Zn‑Mg铝合金型材挤出成型困难和模具寿命过短等问题，通过以Al‑Mg‑Si软合金作为引锭牵引Al‑Zn‑Mg铝合金铸锭挤出，极大的提高了硬质合金成型性和大大减少模具开裂和变形倾向，提高成型后型材的表面质量，并探索总结出软合金启挤的适用规律和方法。生产出的型材具有良好的力学性能，力学性能的稳定性、延伸率和表面粗糙度均得到大幅提高，并显著提高了模具的寿命，节约了模具成本，减少了修模次数，大大提高了生产效率，实现节能环保。

技术领域

本发明涉及铝合金生产制造方法，特别是高速动车用Al-Zn-Mg铝合金空心型材的生产方法。

背景技术

Al-Zn-Mg铝合金为高强铝合金，焊接性能优良，常应用于高速铁路轨道车辆的承力结构部件。其用于高铁车体用结构型材，在使车重大幅降低，有效节约能源的同时，还保证车体结构的强度，具有良好的抗疲劳性能，抗腐蚀性能等。因此，Al-Zn-Mg铝合金的生产工艺也成为了行业内学者的重要研究对象。

目前工业化生产的高速铁路轨道车辆用Al-Zn-Mg铝合金空心型材采用热挤压方法加工，铝合金铸锭加热至设定温度后，通过热挤压模具成型成所需空心形状，生产中，由于Al-Zn-Mg合金强度高，变形抗力大，金属流动性差，热挤压模具中的模桥结构工作中承受着极大变形应力，极易发生断裂、变形等损害，空心型材内腔尺寸也常因模桥的损坏而变形，型材内外表面也显得十分粗糙；因此Al-Zn-Mg铝合金空心型材的挤压模具寿命通常很短，生产过后常需要对模具组件进行更换，补焊，打磨等，模具成本居高不下，且大大影响了生产效率。

挤压生产中，第一个通过热挤压模具的铸锭称之为引锭铸锭，研究发现，引锭铸锭对挤压模具的冲击尤为严重，引锭铸锭对连续生产的后续铸锭有着极为重要的影响和引导作用。

经对现有技术的检索，我们查到与本发明生产方法的相关文献和公开信息如下：

1、一种高速动车组车体用Al-Zn-Mg合金型材的制备工艺；申请号：CN201710518117.2；申请人：广西南南铝加工有限公司；摘要：本发明涉及一种高速动车组车体用Al-Zn-Mg合金型材的制备工艺，该制备工艺包括以下步骤：(1)挤压；(2)辊底连续式固溶淬火；(3)拉伸；(4)航空用板式三级时效炉时效；(5)成品锯切；(6)包装入库。本发明一种高速动车组车体用Al-Zn-Mg合金型材的制备工艺，采用辊底连续式固溶淬火以及航空用板式三级时效炉时效进行生产能够大大提高热处理精度，同时挤压时采用梯度加热的方法，精确控制Al-Zn-Mg型材头尾温差，减小Al-Zn-Mg合金型材头部、中部、尾部性能差异，从而保证了Al-Zn-Mg型材的性能稳定性。

对比文件为本申请人关于高速动车组车体用Al-Zn-Mg合金型材的现有制备工艺，在实际生产中发现，此生产方法所用模具损耗很大，通过量低，修模频繁，且生产出的型材表面有拉铝、凹凸手感等缺陷；且型材的力学性能的稳定性和均衡性还不能完全满足产品需求。

发明内容

本发明提供了高速动车用Al-Zn-Mg铝合金空心型材的生产方法，此生产方法生产的产品，通过精细调控挤压工艺参数，在抗拉强度、屈服强度、延伸率等性能表现优异，并使用采用Al-Mg-Si合金铸锭引锭，大大提高Al-Zn-Mg合金空心型材模具的使用寿命，改善Al-Zn-Mg合金型材的表面质量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

高速动车用Al-Zn-Mg铝合金空心型材的生产方法，包括以下步骤：

a.挤压：挤压铸锭采用700mm～1800mm的长度，采用梯度加热的方法使其头尾温差在2～60℃之间，铸锭在加热炉中的加热温度为400～510℃；首节引锭铸锭采用Al-Mg-Si合金铸锭引锭，挤压速度控制在0.2～2.0m/min；