[发明专利]一种6013型铝合金及其加工工艺

说明书

本发明公开一种6013型铝合金及其加工工艺，按质量百分数计，包括：Mn 0.03～0.12％、Si 0.6～1.0％、Mg 0.7～1.2％、Cu 0.6～1.1％、Cr 0～0.1％、Ti 0～0.1％、Zn 0～0.25％、Fe 0～0.5％，其余组分为Al和不可避免的杂质。本发明通过调整主元素的比例以及微量元素Mn含量及进行加工工艺控制，保证材料强度性能，使得6013型铝合金材料的挤压生产效率获得较大的提高。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种6013型铝合金及其加工工艺。

背景技术

6系铝合金又称“铝镁硅合金”，是热处理型的耐腐蚀性铝合金，强度和耐腐蚀性能较高，均匀性较好，已被应用于航空航天、武器装备、交通运输、电力等重要行业。

6013型铝合金不仅在航空航天中有着较广泛的应用，在民用消费品，如手机用铝合金中框中也有较多的应用。由于6013铝合金的合金化程度比6063的高，因此，6013铝合金的生产效率比6063的低，如挤压速度低、挤压压力大等。而且，金属和合金在铸造凝固过程中不可避免的会产生枝晶偏析和共晶组织，必须通过均匀化处理工艺消除或者降低合金中的枝晶偏析和共晶组织，降低合金中的化学成分和组织的不均匀性。均匀化过程中温度的高低影响了共晶相的溶解快慢，温度较高时，保温时间可以减少。均匀化过程中的加热及冷却速率也影响均匀化铝合金的组织，冷却速率过快，会在组织中产生较大应力，导致铝合金变形，冷却速率较慢，会有粗大的Mg₂Si相析出，严重影响铝合金的后期加工性能。

因此，为了提高6013型铝合金材料的生产效率，除调整模具外，更需要从材料的角度对材料及材料加工工艺进行优化，改善材料在挤压过程中的组织状态，并最终影响材料的变形抗力及挤压特性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种具有较高生产效率的6013型合金及其加工工艺，以满足市场的需求。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种6013型铝合金，按质量百分数计，包括：Mn 0.03～0.12％、Si 0.6～1.0％、Mg0.7～1.2％、Cu 0.6～1.1％、Cr 0～0.1％、Ti 0～0.1％、Zn 0～0.25％、Fe 0～0.5％，其余组分为Al和不可避免的杂质。

进一步地，所述Mg与Si的质量比为0.7～0.9。

上述6013型铝合金的加工工艺，包括如下步骤：

按照6013型铝合金中各元素的质量百分比称取原料并进行熔炼和铸造，得到铸锭；

对铸锭进行均质退火，铸锭以50～100℃/h的速度升温至550～580℃保温6～36h，然后以10～35℃/h的速度冷却至400～500℃，再以80～200℃/h的速度冷却至60℃以下；

对均质后的铝合金材料进行挤压处理得到挤压材，挤压过程的挤压速度＞10m/min；

对挤压材进行时效处理，对挤压处理后的挤压材以5～20℃/h的速度升温至120～140℃保温3～8h后，然后以10～15℃/h的速度升温至160～190℃保温3～8h。

进一步地，均质后材料进行挤压，棒温500～560℃，挤压材出口温度500～550℃。

Mn在6013型铝合金主要是起控制晶粒的作用，通过控制Mn含量，使得材料变形组织为纤维状组织，保证材料具有较高的挤压效应。但若Mn含量过高，则在组织中形成大量粗大的不可溶的金属间化合物，造成材料在特定的应用条件下失效(如高亮阳极氧化过程中，造成材料发麻)。此外一定的含Mn金属间化合物可促进Mg₂Si在其上形核，从而改善材料的挤压效应，因此其含量应控制在0.03～0.12wt.％之间。