[发明专利]一种细晶粒铝合金块及其制备工艺和应用

说明书

本发明提供一种细晶粒铝合金块的制备工艺，包括以下步骤：步骤S1，铝锭熔铸；步骤S2，均匀化处理；步骤S3，超声波探伤；步骤S4，预热；步骤S5，挤压；步骤S6，在线固溶处理；步骤S7，拉直处理；步骤S8，人工时效热处理。本发明实施例缩短了细晶粒铝合金块的工艺周期，降低了工艺成本，且通过本发明制备得到的铝合金块，粗晶层深度小于0.2mm，内部晶粒度等级为8～10级，具有表面质量高、晶粒细小等优点，是后续加工制造汽车阀块的优良材料。

技术领域

本发明属于铝合金热加工制备技术领域，尤其涉及一种细晶粒铝合金块及其制备工艺和应用。

背景技术

液压阀块是汽车、轨道交通和工业设备等行业中常用的一种通过压力控制的自动化元件。人们将多个液压阀块集成安装在一个金属块上，从而实现了液压系统的集成化和标准化。因使用环境和经济性的考虑，目前集成阀块的使用材料有球墨铸铁、45钢、锻钢和铝合金。其中，铝合金因为具有密度小，比强度高等特点，常被制备成集成阀块，并用于汽车智能集成制动系统中，以贯彻国家对汽车产业轻量化的要求。

然而，由于集成阀块是在压力条件下工作的元件，因而其对材料内部组织要求较高，现有技术中，细晶粒铝合金块制备工艺时间较长、成本较高，且产品容易有沙眼、分层及晶粒粗大等缺陷。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种工艺时间较短、成本低的细晶粒铝合金块制备工艺，通过该工艺制得的铝合金块表面质量高、晶粒细小等优点，是后续加工制备汽车阀块的优良材料。为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：

本发明实施例提供了一种细晶粒铝合金块的制备工艺，包括以下步骤:

步骤S1，铝锭熔铸：选择铝合金原材料进行熔炼铸造，得到铝合金铸棒；

所述铝合金原材料按照质量分数计，包括以下组分：Si：3.0～4.5％，Fe：≤0.3％，Cu：≤0.1％，Mn：0.4～0.6％，Mg：0.8～1.2％，Cr：≤0.1％，Zn：≤0.2％，Ti：≤0.1％，Pb：≤0.02％，余量为Al；

步骤S2，均匀化处理：将步骤S1中所得铝合金铸棒在530～550℃温度下均匀化处理10～11h，均匀化处理后，出炉水冷至室温；

步骤S3，超声波探伤：对步骤S2均匀化处理所得铝合金铸棒进行100％超声波探伤；

步骤S4，预热：分别对经步骤S3超声波探伤后的铝合金铸棒、挤压模具、模筒进行预热；

步骤S5，挤压：采用60MN正向挤压机对经步骤S4预热后的铝合金铸棒进行挤压，挤压过程中，持续向模腔通入氮气，防止铝合金表面发生氧化，避免生成毛颗粒；

步骤S6，固溶处理：采用在线快速冷却的方式对经步骤S5挤压后的产品进行在线固溶处理，固溶介质为循环水；

步骤S7，对经步骤S6固溶处理后产品进行拉直处理，拉直率为0.5～1.5％；

步骤S8，人工时效热处理：对步骤S7拉直后所得的产品进行人工时效热处理，然后冷却后改切成固定长度的成品，即得到细晶粒铝合金块。

具体地，步骤S4中，所述铝合金铸棒的预热温度为440～470℃，所述铝合金铸棒头尾温度梯度为10～30℃；所述挤压模具的预热温度为470～490℃；所述模筒的预热温度为425～435℃。

具体地，步骤S4中，预热后的铝合金铸棒的直径为380～382mm。

具体地，步骤S5中，挤压比为19～20，出料速度为4～6m/min，出料过程中采用牵引机同步牵引。

具体地，步骤S6中，所述循环水的电导率≤300us/cm，水箱的水位高度为30～40cm，水温≤38℃，水压为0.3～0.4MPa。