[发明专利]一种高强高韧铝合金型材的制备方法

摘要

本发明公开了一种高强高韧铝合金型材的制备方法，该铝合金型材各元素组成的质量百分比为：Si0.3-0.5、Cu4.4-5.8、Mg2.2-3.6、Ni1.0-1.5、V0.1-0.3、Mn0.4-0.6、Ti0.15-0.35、Zn0.05-0.15、Be0.1-0.2、Cd0.15-0.25、Zr0.1-0.2、Ga0.04-0.08、Pm0.03-0.05、Er0.02-0.04，余量为Al。本发明通过优化Cu、Mg、Mn等元素的含量以及添加微量的Pm、Er稀土元微合金化作用，改善合金的组织结构，细化晶粒，强化晶界，达到同时提高铝合金的强度和延伸率。本发明制得的铝合金型材综合性能优异，抗拉强度≥495MPa，屈服强度≥380MPa，延伸率≥17%。

主权项

一种高强高韧铝合金型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按照元素质量百分数满足下列要求：Si 0.3‑0.5、Cu 4.4‑5.8、Mg 2.2‑3.6、Ni 1.0‑1.5、V 0.1‑0.3、Mn 0.4‑0.6、Ti 0.15‑0.35、Zn 0.05‑0.15、Be0.1‑0.2、Cd 0.15‑0.25、Zr 0.1‑0.2、Ga 0.04‑0.08、Pm 0.03‑0.05、Er 0.02‑0.04，余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼炉在740‑760℃下进行熔炼，加待炉料全部熔化，搅拌30‑35min，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为725‑745℃，精炼时间为15‑20min，扒渣后静置20‑25min，再调整温度至710‑730℃，铝液中通60%N2+20%Ar+20%Cl2多元混合气体除气精炼15‑20min，气体压力为0.18‑0.24atm,气体流量为1.6‑2.2 m3/min，静置25‑30min，使氧化渣充分上浮,扒渣后开始浇铸；（2）采用金属型水冷半连续铸造技术，铝液出炉温度为705‑725℃,铸造温度为690‑710℃,铸造速度为90‑100 mm/min,冷却水压为0.2‑0.3MPa，冷却水进水口温度不高于20℃,出水口水温不高于40℃；（3）将铸坯进行均匀化处理：先以120‑160℃/h升温至250‑300℃，保温3‑5h，再以80‑120℃/h升温至470‑490℃，保温5‑10h，然后强风风冷至240‑260℃,再以70‑90℃/h升温至380‑420℃，保温3‑6h，然后以80‑120℃/h降温至220‑240℃，保温2‑3h，放入0‑5℃冰盐水中冷却至50℃以下，然后取出型材以100‑150℃/h升温至260‑290℃，保温2‑3h，再以80‑120℃/h升温至465‑485℃，保温5‑10h，然后以150‑200℃/h降温至170‑190℃，保温1‑2h，空冷至室温；（4）将均匀化处理后的铸锭加热至450‑470℃，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为420‑440℃，挤压筒预热温度415‑435℃，挤压速率为16‑22m/min；（5）上述挤压出来的铝合金型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，在线淬火后进行时效处理：先以40‑60℃/h升温至80‑100℃，保温8‑12h，再以30‑50℃/h升温至185‑205℃，保温5‑10h，再以50‑70℃/h降温至70‑80℃，保温10‑15h，空冷至室温后再以80‑90℃/h升温至160‑180℃，保温5‑10h，再以30‑50℃/h降温85‑95至℃，保温10‑15h，空冷至室温后再以40‑50℃/h升温至80‑90℃，保温10‑15h，空冷至室温，经表面处理、精整、检查验收、包装即得成品。