专利名称：一种铝合金杆材和其制作工艺及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色金属加工技术领域，尤其是涉及一种铝合金杆材和其制作工艺及其应用。
背景技术：
当前，伴随着电子行业及汽车制造业的发展，市场对具有塑性好、焊接性好、防锈功能好及耐腐蚀性好的液体、气体传输管道需求量日益增大，目前，国内普遍采用纯铝进行铝管的挤压加工，纯铝管的抗拉强度及耐腐蚀性都较差，但采用普通铝合金加工的合金管强度并不高(仅高于一般的工业纯铝)，在管材上用途并不广泛，当制作在液体或气体介质中工作的低载荷零件(如汽油或润滑油导管)时，如果能用性能好的铝管代替价格较高的铜管，则市场前景相当广阔。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝合金杆材，提高铝合金杆材的塑性、焊接性、抗拉强度，同时保证其具备较好的防锈耐腐蚀性。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案
本发明的铝合金杆材按重量百分比计，含Mn I. 05-1. 15%、Fe O. 35-0. 45%、Cu
O.08-0. 13%、Si O. 08-0. 15%、Ti O. 01-0. 03%,余量为 Al 和微量杂质，抗拉强度为100-115MPa、延伸率为 28-35%、电阻率 26-33ηΩ·πι。本发明还提供所述的铝合金杆材的制作工艺，包括以下步骤
a、熔炼；
b、铸造；
C、轧制； d、均质化；
所述a步骤中，铝液温度为700-750°C ;所述b和c步骤为连铸连轧，其中，进轧温度控制在450-550°C，轧制后在线淬火水温度控制在50-60°C ;所述d步骤的均质化处理是指将铝合金杆材在560±10°C环境中保温4-6小时，再强制冷却。同时本发明还提供了一种所述铝合金杆材的应用，即采用所述的铝合金杆材挤压加工成铝合金管材。本发明的有益效果是
本发明的铝合金元素含量合理，本发明中Mn元素为合金中唯一主合金元素，合金强度随Mn含量增加而提高，但其含量过高时会生产脆性化合物MnAl6，在后续轧制时会引起开裂，本发明Mn元素合理既保证铝合金强度又有较好的塑性。另外，Fe、Si也是本发明铝合金主要成分元素，元素含量合理，可以降低铸造裂纹倾向性及轧制时变形抗力。Cu元素可提高铝合金强度，但会显著降低耐蚀性，本发明的铝合金中Cu元素含量合理，较好地兼顾了铝合金的强度和耐腐蚀性能。本发明通过控制熔炼铝液温度为700-750°C，连铸连轧中的进轧温度控制在450-550°C，轧制后在线淬火水温度50-60°C，使得铝合金杆得到了较好的机械性能。尤其是最后通过均质化处理，即将铝合金杆材在560±10°C环境中保温14-16小时，再强制冷却，使得铝合金中晶粒更加细腻均匀，各项技术指标得到了很大提高，制得性能更加优越的铝合金杆材，其抗拉强度100-115Mpa，延伸率28_35%，电阻率26_33η Ω . m。本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到启示。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述。实施例I.
本实施例的铝合金杆材按重量百分比计，含Mn I. 15%、Fe O. 4%、Cu O. 09%、Si 0.15%、Ti O. 03%,余量为Al和微量杂质，其制作步骤包括熔炼、铸造、轧制和均质化处理四个步骤。熔炼时，铝液熔炼温度设定在其液相线以上30-100°C，为防止铝液过烧，本实施例确定为750°C ;熔炼过程中合金元素均采用添加剂形式加入，添加温度控制在735±10°C，按合金的溶解温度高低依次加入；熔炼中铝熔体处理时，采用进口精炼剂，在保温炉内采用炉内氮气/喷粉精炼技术，控制好比例用量I. 25kg/t. Al ;为细化晶粒可在熔炼、在线两个工序分别按技术比例加入铝钛硼合金；采用氩气进行在线除气处理，气体流量为I. O 2.5m3/min,气体压力O. 5 3. Obar,石墨转子转速为400 550转/分；米用50ppi在线陶瓷过滤板技术进行铝液过滤，提高铝液纯净度，减少杂质。铸造时，为保证铝液良好填充性，应选取较高铸造温度，但应避免增加铝液吸氢及铸坯热裂纹倾向，铸造温度稳定在720度偏下(具体根据冬夏季节环境温度而定)；在浇铸速度设计方面，过高的浇铸速度会使液穴加深，增加组织疏松及铸坯热裂倾向；铸造速度过低则会降低生产效率，增加轧制时变形抗力，本实施例中设计浇铸速度为7. 5吨/小时，冷却时，冷却水量设计为纯铝流量的3/4，采用锥形冷却，即各分区水流量流量由小变大再变小,冷却水压设计为200kpa-250kpa。轧制时，为保证良好的轧制性能，减少轧辊粘铝，进轧温度控制在550°C，可适当开启感应加热炉进行升温；使用的乳化液浓度随轧制合金强度增加，提高其浓度和压力，加大配比；并通过调整轧机的扭矩，控制轧制应力，控制物理性能轧制成直径为9. 5mm的杆材；轧制后在线淬火，淬火水温度50°C，水压100-200kpa。均质化处理时，利用现有的热处理炉，并根据炉内炉膛的空间确定合理有效的装炉工艺，合理布置铝合金杆材间距；避免杆材受热不均及受热变形问题，温度控制在560±10°C达到4小时，再强制冷却，使晶粒更加细腻均匀，各项技术指标得到了很大提高，抗拉强度控制在100_115Mpa，延伸率控制在28_35%，电阻率控制在26_33η Ω . m，符合下游产品的挤压加工要求，可以制作成铝合金管材，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件，可以进一步拉伸成线材用来做铆钉及焊丝。实施例2.
本实施例的铝合金杆材按重量百分比计，含Mn I. 08%,Fe O. 4%、Cu O. l%、Si O. 13%、TiO.02%,余量为Al和微量杂质，其制作步骤包括熔炼、铸造、轧制和均质化处理四个步骤。熔炼时，铝液熔炼温度设定在其液相线以上30-100°C，为防止铝液过烧，本实施例确定为700°C ;熔炼过程中合金元素均采用添加剂形式加入，添加温度控制在735±10°C，按合金的溶解温度高低依次加入；熔炼中铝熔体处理时，采用进口精炼剂，在保温炉内采用炉内氮气/喷粉精炼技术，控制好比例用量I. 25kg/t. Al ;为细化晶粒可在熔炼、在线两个工序分别按技术比例加入铝钛硼合金；采用氩气进行在线除气处理，气体流量为I. O 2. 5m3/min,气体压力O. 5 3. Obar,石墨转子转速为400 550转/分；米用50ppi在线陶瓷过滤板技术进行铝液过滤，提高铝液纯净度，减少杂质。铸造时，为保证铝液良好填充性，应选取较高铸造温度，但应避免增加铝液吸氢及铸坯热裂纹倾向，铸造温度稳定在720度偏下(具体根据冬夏季节环境温度而定)；在浇铸速度设计方面，过高的浇铸速度会使液穴加深，增加组织疏松及铸坯热裂倾向；铸造速度过低则会降低生产效率，增加轧制时变形抗力，本实施例中设计浇铸速度为7. 5吨/小时，冷 却时，冷却水量设计为纯铝流量的3/4，采用锥形冷却，即各分区水流量流量由小变大再变小,冷却水压设计为200kpa-250kpa。轧制时，为保证良好的轧制性能，减少轧辊粘铝，进轧温度控制在450°C，可适当开启感应加热炉进行升温；使用的乳化液浓度随轧制合金强度增加，提高其浓度和压力，加大配比；并通过调整轧机的扭矩，控制轧制应力，控制物理性能轧制成直径为9. 5mm的杆材；轧制后在线淬火，淬火水温度60°C，水压100-200kpa。均质化处理时，利用现有的热处理炉，并根据炉内炉膛的空间确定合理有效的装炉工艺，合理布置铝合金杆材间距；避免杆材受热不均及受热变形问题，温度控制在560±10°C达到6小时，再强制冷却，使晶粒更加细腻均匀，各项技术指标得到了很大提高，抗拉强度控制在100_115Mpa，延伸率控制在28_35%，电阻率控制在26_33η Ω . m，符合下游产品的挤压加工要求，可以制作成铝合金管材，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件，可以进一步拉伸成线材用来做铆钉及焊丝。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种铝合金杆材，其特征在于按重量百分比计，含Mn I. 05-1. 15%、FeO. 35-0. 45%,Cu O. 08-0. 13%,Si O. 08-0. 15%、Ti O. 01-0. 03%,余量为 Al 和微量杂质，抗拉强度为100-115MPa、延伸率为28_35%、电阻率26_33ηΩ.πι。
2.根据权利要求I所述的一种铝合金杆材，其特征在于按重量百分比计，含Mn I. 08%、Fe O. 4%、Cu O. 1%、Si O. 13%、Ti O. 02%,余量为 Al 和微量杂质；抗拉强度100-115MPa,延伸率 28-35%，电阻率 26_33η Ω · m。
3.据权利要求I或2所述的一种铝合金杆材，其特征在于直径为9.5mm。
4.如权利要求I或2所述的一种铝合金杆材的制作工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤 a、熔炼； b、铸造； C、轧制； d、均质化； 所述a步骤中，铝液温度为700-750°C ;所述b和c步骤为连铸连轧，其中，进轧温度控制在450-550°C，轧制后在线淬火水温度控制在50-60°C ;所述d步骤的均质化是指将铝合金杆材在560± 10°C环境中保温4-6小时，再强制冷却。
5.一种铝合金管材，其特征在于采用权利要求I或2所述的铝合金杆材挤压加工而成。
全文摘要
本发明公开一种铝合金杆材和其制作工艺及其应用，所述的铝合金杆材，按重量百分比计，含Mn1.05-1.15%、Fe0.35-0.45%、Cu0.08-0.13%、Si0.08-0.15%、Ti0.01-0.03%,余量为Al和微量杂质，通过熔炼、铸造、轧制和均质化处理，抗拉强度从均质前的165-185Mpa降低到均质后100-115Mpa；延伸率从均质前的14-18%提升到均质后的28-35%；电阻率从均质前的54-56nΩ.m下降到26-33nΩ.m。本发明符合下游产品的挤压加工要求，可以制作成铝合金管材，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件，进一步拉伸成线材用来做铆钉及焊丝。
文档编号C22C21/00GK102899532SQ20121037330
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者冯勇, 岳银福, 白少锋, 司旭鹏, 田红卫, 窦思忠, 谷培军, 张瑰云 申请人:河南中孚实业股份有限公司