一种提高疲劳性能的铝型材及其铸造工艺的制作方法

技术领域：

本发明涉及铝合金加工领域，特别是涉及一种轨道车辆底板边梁专用吊具。

背景技术：
：

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。

现有的6005a铝合金材料化学成分配比生产出的型材抗疲劳性能较低，不能满足轨道交通对铝合金材料高疲劳性能的要求。

技术实现要素：
：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，通过合理的调整化学成分配比及铸造工艺流程，提高6005a铝合金材料疲劳性能的提高疲劳性能的铝型材及其铸造工艺。

本发明的技术方案是：一种提高疲劳性能的铝型材，其特征是，其质量百分比如下所示：si：0.65-0.7％，fe：0.14-0.17％，cu：0.08-0.11％，mn：0.15-0.25％，mg：0.54-0.62％，cr：0.14-0.2％，zn：0.015-0.03％，ti：0.03-0.06％，其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

进一步的，所述mn+cr的质量百分比为：0.3-0.42％，氢含量为0.15ml/100gal。

进一步的，所述铝型材的重量份配比如下所示：si：0.67-0.69％、fe：0.15-0.16％、cu：0.09-0.1％、mn：0.18-0.22％、mg：0.58-0.6％、cr：0.16-0.18％、zn：0.019-0.026％、ti：0.04-0.05％、其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

进一步的，所述mn+cr的质量百分比为：0.33-0.39％，氢含量为0.15ml/100gal。

一种提高疲劳性能的铝型材铸造工艺，包括以下步骤：步骤一、加入铝锭，升温至550-570℃全部熔化后，静置后，然后逐步升温至730-740℃，保持；

步骤二、加入精炼剂进行三次精炼：

(1)、氩气+精炼剂15min；(2)、氩气+精炼剂15min；(3)、氩气+四氯化碳10min)；

步骤三、静置40min，除渣；

步骤四、保持温度，以42mm/min的速度铸造成长度为900mm的铸棒，风冷2h，降温至200℃；

步骤五、铸棒头部加热温度至495-505℃，尾部加热温度至485-495℃，以0.7-0.9mm/s的速度进行挤压；在线淬火采用风冷，风量控制在上90％，下80％；时效采用175℃/8h；

步骤六、空冷至室温，得到铝铸型材成品。

铝锭包括以下组分：si，fe，cu，mn，mg，cr，zn，ti。

进一步的，铸造完成后进行均质，均质温度565℃，升温4h，保温12h。

进一步的，挤压之前对铸棒进行扒皮，扒皮厚度4mm。

本发明的有益效果是：

本发明通过合理的调整化学成分配比及铸造工艺流程，提高6005a铝合金材料疲劳性，易于通过国内现有铝合金熔炼和铸造设备实现，采用优化成分的铝合金使最终得到的铝合金型材强度高、耐疲劳性能明显提高。

附图说明：

图1为铝型材进行抗疲劳实验数据表。

具体实施方式：

实施例：参见图1。

下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明：

实施例一

一种提高疲劳性能的铝型材，包括以下组分(质量百分比)：si：0.65％，fe：0.14％，cu：0.08％，mn：0.16％，mg：0.54％，cr：0.14％，zn：0.015％，ti：0.03％，其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

其中，mn+cr的质量百分比为：0.3％，氢含量为0.15ml/100gal。

实施例二

一种提高疲劳性能的铝型材，包括以下组分(质量百分比)：si：0.65％，fe：0.14％，cu：0.08％，mn：0.15％，mg：0.54％，cr：0.15％，zn：0.015％，ti：0.03％，其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

其中，mn+cr的质量百分比为：0.3％，氢含量为0.15ml/100gal。

实施例三

一种提高疲劳性能的铝型材，包括以下组分(质量百分比)：si：0.65％，fe：0.14％，cu：0.08％，mn：0.19％，mg：0.54％，cr：0.14％，zn：0.015％，ti：0.03％，其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

其中，mn+cr的质量百分比为：0.33％，氢含量为0.15ml/100gal。

实施例四

一种提高疲劳性能的铝型材，包括以下组分(质量百分比)：si：0.67％、fe：0.15、cu：0.09％、mn：0.18％、mg：0.58％、cr：0.16％、zn：0.019％、ti：0.04％、其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

其中，mn+cr的质量百分比为：0.34％，氢含量为0.15ml/100gal。

实施例五

一种提高疲劳性能的铝型材，包括以下组分(质量百分比)：si：0.68％、fe：0.155％、cu：0.095％、mn：0.2％、mg：0.59％、cr：0.17％、zn：0.022％、ti：0.045％、其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

其中，mn+cr的质量百分比为：0.37％，氢含量为0.15ml/100gal。

实施例六

一种提高疲劳性能的铝型材，包括以下组分(质量百分比)：si：0.69％、fe：0.16％、cu：0.1％、mn：0.22％、mg：0.6％、cr：0.18％、zn：0.026％、ti：0.05％、其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

其中，mn+cr的质量百分比为：0.4％，氢含量为0.15ml/100gal。

实施例七

一种提高疲劳性能的铝型材，包括以下组分(质量百分比)：si：0.7％，fe：0.17％，cu：0.11％，mn：0.25％，mg：0.62％，cr：0.17％，zn：0.03％，ti：0.06％，其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

其中mn+cr的质量百分比为：0.42％，氢含量为0.15ml/100gal。

实施例八

一种提高疲劳性能的铝型材，包括以下组分(质量百分比)：si：0.7％，fe：0.17％，cu：0.11％，mn：0.22％，mg：0.62％，cr：0.2％，zn：0.03％，ti：0.06％，其他杂质元素总含量≤0.15％，余量为al。

其中mn+cr的质量百分比为：0.42％，氢含量为0.15ml/100gal。

实施例九

一种提高疲劳性能的铝型材铸造工艺，包括以下步骤：步骤一、加入铝锭，升温至550℃全部熔化后，静置后，然后逐步升温至740℃，保持；

步骤二、加入精炼剂进行三次精炼：

(1)、氩气+精炼剂15min；(2)、氩气+精炼剂15min；(3)、氩气+四氯化碳10min)；

步骤三、静置40min，除渣；

步骤四、保持温度，以42mm/min的速度铸造成长度为900mm的铸棒，风冷2h，降温至200℃；

步骤五、铸棒头部加热温度至505℃，尾部加热温度至495℃，以0.9mm/s的速度进行挤压；在线淬火采用风冷，风量控制在上90％，下80％；时效采用175℃/8h；

步骤六、空冷至室温，得到铝铸型材成品。

铝锭包括以下组分：si，fe，cu，mn，mg，cr，zn，ti。

铸造完成后进行均质，均质温度565℃，升温4h，保温12h。

挤压之前对铸棒进行扒皮，扒皮厚度4mm。

实施例十

一种提高疲劳性能的铝型材铸造工艺，包括以下步骤：步骤一、加入铝锭，升温至560℃全部熔化后，静置后，然后逐步升温至735℃，保持；

步骤二、加入精炼剂进行三次精炼：

(1)、氩气+精炼剂15min；(2)、氩气+精炼剂15min；(3)、氩气+四氯化碳10min)；

步骤三、静置40min，除渣；

步骤四、保持温度，以42mm/min的速度铸造成长度为900mm的铸棒，风冷2h，降温至200℃；

步骤五、铸棒头部加热温度至500℃，尾部加热温度至490℃，以0.8mm/s的速度进行挤压；在线淬火采用风冷，风量控制在上90％，下80％；时效采用175℃/8h；

步骤六、空冷至室温，得到铝铸型材成品。

铝锭包括以下组分：si，fe，cu，mn，mg，cr，zn，ti。

铸造完成后进行均质，均质温度565℃，升温4h，保温12h。

挤压之前对铸棒进行扒皮，扒皮厚度4mm。

实施例十一

一种提高疲劳性能的铝型材铸造工艺，包括以下步骤：步骤一、加入铝锭，升温至570℃全部熔化后，静置后，然后逐步升温至740℃，保持；

步骤二、加入精炼剂进行三次精炼：

(1)、氩气+精炼剂15min；(2)、氩气+精炼剂15min；(3)、氩气+四氯化碳10min)；

步骤三、静置40min，除渣；

步骤四、保持温度，以42mm/min的速度铸造成长度为900mm的铸棒，风冷2h，降温至200℃；

步骤五、铸棒头部加热温度至505℃，尾部加热温度至495℃，以0.9mm/s的速度进行挤压；在线淬火采用风冷，风量控制在上90％，下80％；时效采用175℃/8h；

步骤六、空冷至室温，得到铝铸型材成品。

铝锭包括以下组分：si，fe，cu，mn，mg，cr，zn，ti。

铸造完成后进行均质，均质温度565℃，升温4h，保温12h。

挤压之前对铸棒进行扒皮，扒皮厚度4mm。

对实施例五和实施例十相结合得出的铝型材进行抗疲劳试验，其实验数据表如图1所示：

采用gb/t24176-2009中规定的升降法统计试样的疲劳强度。以非失效试样为统计对象，可知s0＝115mpa，d＝5mpa；a＝5，b＝7，c＝7，d＝0.490＞0.3，因此可以采用下列公式计算试样的疲劳强度。

根据高镇同编写的《疲劳应用统计学》中的公式，计算可得到置信度为95％，97.5％存活率下的相关系数k＝3.925，因此，此条件下试样的疲劳强度极限为：

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。