专利名称：一种180铝合金型材的制造方法
技术领域：
本发明涉及铝合金型材的制造方法。
背景技术：
Al-Mg系铝合金为非热处理强化型铝合金，具有很多缺点1、由于镁是合金的主要组成元素，铸锭裂纹倾向大，易形成氧化物，熔铸时Mg易烧损，合金成分配比难控制，致使合金铸锭强度不稳定；2、由于沉淀项形核困难，核心少，沉淀项尺寸大，时效效果差，因而合金屈服强度低，通常仅为160 200Mpa，抗拉强度偏低，通常仅为310Mpa，延伸率低，仅为16. OA ;3、镁优先呈阳极项Mg5Al8或Mg5Al3在晶界沉淀，从而使合金有产生晶间裂纹及应力腐蚀的倾向，防腐性能差；4、杂质含量大，塑性差。180铝合金是在Al-Mg系非热处理强化型铝合金基础上，添加适量的Mn、Cr、Ti和 Be元素并严格控制Fe + Si杂质含量而发展的一种新合金。该合金具有中等的室温强度，良好的耐海水腐蚀性能和焊接性能等综合特点，主要用在船舶领域，是制造船体结构及军舰雷达等的理想材料，对海上船舶军工业的发展有促进作用。
发明内容
本发明是要解决现有方法制备的铝合金型材存在的合金铸锭强度不稳定、屈服强度低、抗拉强度偏低、延伸率低、防腐性能差及塑性差的技术问题，从而提供一种180铝合金型材的制造方法。本发明的一种180铝合金型材的制造方法按以下步骤进行一、按各元素质量百分比为 Mg :4.70% 5. 50 %、Mn :0· 50 % 1.00%、Cr O. 05 % O. 20 %、Ti 0. 03 O. 15 %、Be 0. 0001 % O. 0015 %, Zn ^ O. 25 %, Cu (O. 10%,Fe+Si O. 40%、单个杂质< O. 05%、合计杂质< O. 15%和余量的Al，分别
称取纯招徒、续徒、招猛中间合金、招络中间合金、招钦砸中间合金和招被中间合金；二、将步骤一称取的金属加入到熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为700 750°C，熔炼时间为3 5h，得到铝合金熔液；三、将步骤二中所得到的铝合金熔液在铸造温度为715°C 730°C、铸造速度为20 85mm/min的条件下进行铸造，得到铝合金圆铸锭；四、将步骤三中得到的铝合金圆铸锭冷却、切短后，放置在退火炉里加热到460 4800C，并保温24h，出炉空冷，进行均匀化退火；五、将步骤四中经过均匀化退火的铝合金圆铸锭放置在空气加热炉中加热，加热温度达到400 450°C后保温3h，再通过提前预热的工模具热挤压成型，得到热挤压成型的铝合金型材；六、将步骤五的热挤压成型的铝合金型材通过张力矫直、切头尾、辊矫及人工矫直，得到180铝合金型材。本发明包括以下效果
I、本发明制备的180合金是在Al-Mg系非热处理强化型铝合金基础上，添加适量的Mn、Cr、Ti和Be元素并严格控制Fe + Si杂质含量而发展的一种合金；2、本发明制备的180合金加入Mn，可使镁沉淀项均匀，提高合金的抗蚀性，特别是抗应力腐蚀开裂的能力，不但提高合金强度的效果比镁的大，而且能确保合金具有更高的稳定性，向铝中每增加1% Mg，可使强度提高约35MPa，而加入同量的锰则可使强度提高约65 70MPa，效果几乎大一倍；提高合金的再结晶温度，阻止晶粒粗化；锰含量在1%以下可使Mg在基体中的溶解度降低，减少裂纹倾向 性；3、本发明制备的180合金中Cr的作用与Mn的相似，提高抗应力腐蚀开裂能力，提高基体金属和焊缝质量，降低焊接裂纹倾向，但其含量不超过O. 35 %，就强化效果来说，Cr不如Mn，若两元素同时加入，其效果比单一加入的大；4、本发明制备的180合金中加入Be，能降低铸锭的裂纹倾向，同时减少镁的烧损，并且还能减少在加热过程中材料表面形成的氧化物；5、本发明制备的180合金中加入少量的Ti，主要是细化晶粒；6、本发明制备的180合金中加入的Fe + Si杂质含量小于O. 4%，可增强合金的塑性。7、本发明制备的180合金的综合性能抗拉强度为310 380MPa，屈服强度为200 236MPa,延伸率为 16. O 20. 0A。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式中一种180铝合金型材的制造方法是按以下步骤进行的一、按各元素质量百分比为 Mg :4.70% 5. 50 %、Mn :0· 50 % 1.00%、Cr O. 05 % O. 20 %、Ti 0. 03 O. 15 %、Be 0. 0001 % O. 0015 %, Zn ^ O. 25 %, Cu (O. 10%,Fe+Si O. 40%、单个杂质< O. 05%、合计杂质< O. 15%和余量的Al，分别
称取纯招徒、续徒、招猛中间合金、招络中间合金、招钦砸中间合金和招被中间合金；二、将步骤一称取的金属加入到熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为700 750°C，熔炼时间为3 5h，得到铝合金熔液；三、将步骤二中所得到的铝合金熔液在铸造温度为715°C 730°C、铸造速度为20 85mm/min的条件下进行铸造，得到铝合金圆铸锭；四、将步骤三中得到的铝合金圆铸锭冷却、切短后，放置在退火炉里加热到460 4800C，并保温24h，出炉空冷，进行均匀化退火；五、将步骤四中经过均匀化退火的铝合金圆铸锭放置在空气加热炉中加热，加热温度达到400 450°C后保温3h，再通过提前预热的工模具热挤压成型，得到热挤压成型的铝合金型材；六、将步骤五的热挤压成型的铝合金型材通过张力矫直、切头尾、辊矫及人工矫直，得到180铝合金型材。本实施方式包括以下效果I、本实施方式制备的180合金是在Al-Mg系非热处理强化型铝合金基础上，添加适量的Mn、Cr、Ti和Be元素并严格控制Fe + Si杂质含量而发展的一种新合金；
2、本实施方式制备的180合金加入Mn，可使镁沉淀项均匀，提高合金的抗蚀性，特别是抗应力腐蚀开裂的能力，不但提高合金强度的效果比镁的大，而且能确保合金具有更高的稳定性，向铝中每增加1% Mg，可使强度提高约35MPa，而加入同量的锰则可使强度提高约65 70Mpa，效果几乎大一倍；提高合金的再结晶温度，阻止晶粒粗化；锰含量在1%以下可使Mg在基体中的溶解度降低，减少裂纹倾向性；3、本实施方式制备的180合金中Cr的作用与Mn的相似，提高抗应力腐蚀开裂能力，提高基体金属和焊缝质量，降低焊接裂纹倾向，但其含量不超过0.35%，就强化效果来说，Cr不如Mn，若两元素同时加入，其效果比单一加入的大；4、本实施方式制备的180合金中加入Be，能降低铸锭的裂纹倾向，同时减少镁的烧损，并且还能减少在加热过程中材料表面形成的氧化物；5、本实施方式制备的180合金中加入少量的Ti，主要是细化晶粒；
6、本实施方式制备的180合金中加入的Fe + Si杂质含量小于O. 4%，可增强合金的塑性。7、本实施方式制备的180合金的综合性能抗拉强度为310 380Mpa，屈服强度为200 236Mpa,延伸率为16. O 20. 0A。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中熔炼温度为750°C,熔炼时间为5h。其它与具体实施方式
一相同.具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤三中铝合金圆铸锭的铸造温度为720 V，铸造速度为30 50mm/min。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是步骤四中将铝合金圆铸锭放置在退火炉里加热到465 475°C。其它与具体实施方式
一至三之一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是步骤五中铝合金圆铸锭的加热温度达到420 440°C。其它与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是步骤五中工模具预热温度为450 500°C，保温2h。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是步骤六中铝合金圆铸锭精整中张力矫直的拉伸率为2 3%,其它与具体实施方式
一至六之一相同。通过以下试验验证本发明的有益效果试验一本试验的一种180铝合金型材的制造方法是按以下方法实现一、按180铝合金型材中各元素质量百分比为Mg 5. 00%,Mn 0. 9%,Cr 0. 10%,Ti 0. 10%, Be 0. 0008%, Zn 0. 20%, Cu 0. 10%,Fe+Si :0. 35%、单个杂质0. 04%、合计杂质0. 13%和余量比例的Al，分别称取纯铝锭、镁锭、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝钛硼中间合金、铝铍中间合金、高镁合金一级废料；二、将步骤一称取的金属加入到熔炼炉中进行熔炼，在750°C温度下熔炼5h，得到铝合金熔液；三、将步骤二中所得到的铝合金溶液在铸造温度为720°C、铸造速度为45mm/min的条件下进行铸造，得到铝合金圆铸锭；四、将步骤三中得到的铝合金圆铸锭冷却、切短后，放置在退火炉里加热到470°C，并保温24h，出炉空冷，进行均匀化退火；
五、将步骤四中经过均匀化退火的铝合金圆铸锭放置在空气加热炉中加热，加热温度达到440°C后保温3h，再通过在450°C温度下提前预热2h的工模具热挤压成型，得到热挤压成型的铝合金型材；六、将步骤五的热挤压成型的铝合金型材通过拉伸率为2 3%的张力矫直、切头尾、辊矫及手矫工艺精整，得到180铝合金型材。本试验制备的180铝合金型材的抗拉强度为325Rm,，屈服强度为220Rro.2，延伸率为 18A ；本试验制备的180铝合金型材加入Mn，可使镁沉淀项均匀，提高合金的抗蚀性，特别是抗应力腐蚀开裂的能力，不但提高合金强度的效果比镁的大，而且能确保合金具有更闻的稳定性；本试验制备的180铝合金型材中加入的Fe + Si杂质含量小于O. 4%，可增强合金的塑性。 试验二 本试验的一种180铝合金型材的制造方法是按以下方法实现一、按180铝合金型材中各元素质量百分比为Mg :5. 10 %、Mn :0. 91 %、Cr :O. 12%, Ti 0. 072 %、Be 0. 0006 %、Zn 0. 15%, Cu 0. 05 %、Fe+Si :0. 23 %、单个杂质O. 03%、合计杂质0. 12%和余量比例的Al，分别称取纯铝锭、镁锭、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝钛硼中间合金、铝铍中间合金、高镁合金一级废料；二、将步骤一称取的金属加入到熔炼炉中进行熔炼，在750°C温度下熔炼5h，得到铝合金熔液；三、将步骤二中所得到的铝合金溶液在铸造温度为720°C、铸造速度为50mm/min的条件下进行铸造，得到铝合金圆铸锭；四、将步骤三中得到的铝合金圆铸锭冷却、切短后，放置在退火炉里加热到470°C，并保温24h，出炉空冷，进行均匀化退火；五、将步骤四中经过均匀化退火的铝合金圆铸锭放置在空气加热炉中加热，加热温度达到440°C后保温3h，再通过在450°C温度下提前预热2h的工模具热挤压成型，得到热挤压成型的铝合金型材；六、将步骤五的热挤压成型的铝合金型材通过拉伸率为2 3%的张力矫直、切头尾、辊矫及手矫工艺精整，得到180铝合金型材。本试验制备的180铝合金型材的抗拉强度为360Rm,，屈服强度为225Rro.2，延伸率为 19A ；本试验制备的180铝合金型材加入Mn，可使镁沉淀项均匀，提高合金的抗蚀性，特别是抗应力腐蚀开裂的能力，不但提高合金强度的效果比镁的大，而且能确保合金具有更闻的稳定性；本试验制备的180铝合金型材中加入的Fe + Si杂质含量小于O. 4%，可增强合金的塑性。
权利要求
1.ー种180铝合金型材的制造方法，其特征在于180铝合金型材的制造方法按以下歩骤进行 一、按各元素质量百分比为Mg :4. 70% 5. 50%, Mn :0. 50% I. 00%, Cr :0. 05% 0.20%,Ti :0. 03 0. 15%,Be :0. 0001% 0. 0015%,Zn .く 0. 25%,Cu .く 0. 10%,Fe +Si 0. 40%、单个杂质<0. 05%、合计杂质<0. 15%和余量的Al，分别称取纯铝锭、镁锭、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝钛硼中间合金、和铝铍中间合金； ニ、将步骤一称取的金属加入到熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为700 750°C，熔炼时间为3 5h，得到铝合金熔液； 三、将步骤ニ中所得到的铝合金熔液在铸造温度为715°C 730°C、铸造速度为20 85mm/min的条件下进行铸造,得到招合金圆铸锭； 四、将步骤三中得到的铝合金圆铸锭冷却、切短后，放置在退火炉里加热到460 4800C，并保温24h，出炉空冷，进行均匀化退火； 五、将步骤四中经过均匀化退火的铝合金圆铸锭放置在空气加热炉中加热，加热温度达到400 450°C后保温3h，再通过提前预热的エ模具热挤压成型，得到热挤压成型的铝合金型材； 六、将步骤五的热挤压成型的铝合金型材通过张カ矫直、切头尾、辊矫及人工矫直，得到180铝合金型材。
2.根据权利要求I所述的ー种180铝合金挤压型材的制造方法，其特征在于步骤ニ中熔炼温度为750°C，熔炼时间为5h。
3.根据权利要求I所述的ー种180铝合金挤压型材的制造方法，其特征在于步骤三中铝合金圆铸锭的铸造温度为720°C，铸造速度为30 50mm/min。
4.根据权利要求I所述的ー种180铝合金挤压型材的制造方法，其特征在于步骤四中将铝合金圆铸锭放置在退火炉里加热到465 475°C。
5.根据权利要求I所述的ー种180铝合金挤压型材的制造方法，其特征在于步骤五中铝合金圆铸锭的加热温度达到420 440°C。
6.根据权利要求I所述的ー种180铝合金挤压型材的制造方法，其特征在于步骤五中エ模具预热温度为450 500°C，保温2h。
7.根据权利要求I所述的ー种180铝合金挤压型材的制造方法，其特征在于步骤六中铝合金圆铸锭精整中张カ矫直的拉伸率为2 3%。
全文摘要
一种180铝合金型材的制造方法，它涉及铝合金型材的制造方法。本发明是要解决现有方法制备的铝合金型材存在的合金铸锭强度不稳定、屈服强度低、抗拉强度偏低、延伸率低、防腐性能差及塑性差的技术问题。本发明的制备方法如下一、称取原材料；二、制备铝合金熔液；三、制备铝合金圆铸锭；四、进行均匀化退火；五、制备热挤压成型的铝合金型材；六、制备180铝合金型材。本发明制备的180铝合金型材的抗拉强度为310～380MPa，屈服强度为200～236MPa，延伸率为16.0～20.0A，可作为船体结构及军舰雷达等的理想材料应用于船舶领域。
文档编号C22C1/03GK102796924SQ20121033408
公开日2012年11月28日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者张燕飞, 刘科研, 刘记伟, 王国军, 高新宇, 潘哲, 马琳 申请人:东北轻合金有限责任公司