[发明专利]一种6000系铝合金大变形挤压棒材生产工艺

说明书

本发明公开了一种用于解决目前的铝合金棒材强度低、生产工艺复杂、生产效率低的6000系铝合金大变形挤压棒材连续生产工艺方法，其步骤为：将铝合金依次进行熔铸、均匀化、铣面、热挤压、固溶、等通道转角挤压和预拉伸，在挤压过程中加热保温进行动态时效热处理然后直接进行预拉伸工艺，挤压、热处理和预拉伸工艺实现一体化与连续化，实现真正意义上的高性能、低成本、短流程，解决镁合金成形效率低的问题。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种6000系铝合金大变形挤压棒材连续生产工艺。

背景技术

铝合金因其密度低、比强度和比刚度高、耐腐蚀、易成形、导电性和导热性良好、可进行表面处理、易回收等优点，被认为是21世纪绿色工程材料，在建筑型材、交通运输、3C产品等领域的应用越来越广泛。其中6000系铝合金属于Al-Mg-Si系合金，为可热处理强化的中高强度铝合金，具有一系列的优异综合性能：良好的成形性、耐蚀性和阳极氧化着色性能，在汽车、航天、建筑装饰等领域逐渐替代了钢铁等金属材料。

通过铸造直接获得的铝合金内部疏松、气孔等缺陷种类和数量均较多，热变形工艺显著改善材料的显微组织，细化晶粒，显著提高性能。铝合金变形技术种类繁多，其中铝挤压材(棒、管、型材)一直是仅次于铝轧制材(带、板、条材)的铝合金应用型材料，铝合金挤压棒材的制备可通过调整挤压工艺，模具设计及后续热处理调整来改进传统工艺中利用率低，力学性能欠佳的问题，然而，这并没有从根本上解决当前铝合金棒材生产工艺所出现的问题。比如，传统的6000系铝合金挤压棒材经过熔铸—均匀化—挤压成形—固溶时效工序，其中，最新开发的挤压铝合金中，6182铝合金T6状态下抗拉强度340MPa、延伸率14％，6013铝合金T6状态下抗拉强度359MPa、延伸率12％，6061铝合金T6状态下抗拉强度347MPa、延伸率12％，而目前工艺面临如下问题：(1)在生产过程中由于模具内腔形状约束和摩擦力作用使金属表面再结晶温度降低而出现粗大的晶粒组织，即粗晶环；(2)挤压变形不充分造成晶粒粗大影响机械综合性能；(3)常规的热处理工艺导致提升的强度有限；(4)淬火后棒材残余应力无法消除造成的铝材变形；(5)整个工艺流程设备结构分散，成品周期长，生产效率低。因此，通过采用大变形量的挤压工艺，实施新型的热处理工艺，提高产品质量同时缩短生产周期是生产铝合金棒材的必然发展趋势。

发明内容

本发明针对现有铝合金棒材强度低和生产工艺复杂、生产效率低的关键技术问题，开发出一种6000系铝合金大变形挤压棒材连续生产工艺方法，其步骤为：将铝合金依次进行熔铸、均匀化、铣面、热挤压、固溶、等通道转角挤压和预拉伸，在挤压过程中加热保温进行动态时效热处理然后直接进行预拉伸工艺，挤压、热处理和预拉伸工艺实现一体化与连续化，实现真正意义上的高性能、低成本、短流程，解决镁合金成形效率低的问题；其具体过程为：

1)熔铸：所使用的6000系铝合金的化学组成成分(质量％)为Mg：0.50～2.10％，Si：0.40～1.50％，Mn：0.03～0.85％，Cu：0.01～2.00％，Zr：0.01～0.75％，Cr：0.01～0.60％，Ti：0.01～0.80％，Zn：0.01～1.20％，其余为Al和其他不可避免的杂质；其具体过程为：

①坩埚放置中频炉内加热至700℃，加入预加热处理的Al、Cu、Zn、Al-Si、Al-Mn、Al-Cr、Al-Zr、Al-Ti合金；

②将坩埚升至740℃，将预加热的Mg合金加至熔融状态的铝合金熔液内，直到Mg合金在熔液内完全熔化，搅拌均匀；

③将坩埚降至720℃，保温20min，并用预处理过的六氯乙烷除气，再除渣，浇注到有冷却装置的圆柱体(直径为100mm)铜金属模具中；

2)均匀化铣面：均匀化温度525～570℃，保温时间6～10h，锯切成长度100mm圆柱体并铣面去氧化皮；