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一種2007鋁合金棒材加工工藝.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510444118.8

申請日:

2015.07.27

公開號:

CN105018811A

公開日:

2015.11.04

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):C22C 21/18申請公布日:20151104|||實質審查的生效IPC(主分類):C22C 21/18申請日:20150727|||公開
IPC分類號: C22C21/18; C22C1/02; C22F1/057 主分類號: C22C21/18
申請人: 遼寧忠旺集團有限公司
發明人: 遲壯; 趙芳; 顧維明; 邸靜海
地址: 111003遼寧省遼陽市文圣路299號
優先權:
專利代理機構: 中國有色金屬工業專利中心11028 代理人: 范威; 李子健
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510444118.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.03.27|||2015.12.02|||2015.11.04

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明的一種2007鋁合金棒材加工工藝,步驟包括:配料、熔煉、攪拌、精煉、扒渣、保溫、細化、過濾、鑄造、均勻化處理、擠壓、溫度補償、在線淬火、時效處理、包裝等,主要控制在線淬火前各個步驟過程中的工藝參數,可以有效避免裂紋,降低成分偏析,降低粗晶環深度,以及避免光亮晶粒、羽毛晶等,并且采用溫度補償裝置對淬火前棒材進行溫度補償,可以提高淬火后的棒材綜合性能;采用本工藝可以成功擠壓質量合格的2007鋁合金圓棒,生產出來的鋁合金力學性能更好,并且可批量生產。

權利要求書

權利要求書
1.  一種2007鋁合金棒材加工工藝,其特征在于,步驟包括:(1)配料:各元素質量百分比為:Si≤0.80%,Fe≤0.80%,Cu:3.3-4.6%,Mn:0.5-1.0%,Mg:0.4-1.8%,Cr≤0.1%,Zn≤0.8%,Ti≤0.2%,Pb:0.8-1.5%,Ni≤0.2%,Bi≤0.2%,Sn≤0.2%,其他不可避免雜質≤0.15%,Al余量;(2)將各元素依次加入熔煉爐中熔煉,待爐內出現鋁水時,進行電磁攪拌,然后向爐中通入氬氣進行精煉除雜,氬氣流量為35~55scfh,將經扒渣得到的合格鋁液注入到保溫爐中保溫,然后細化處理;(3)采用泡沫陶瓷過濾板過濾得到熔體,過濾溫度為695℃-725℃;(4)將熔體注入鑄型中鑄造,得到鑄錠;(5)將鑄錠放入均質爐中均勻化處理,溫度為480℃~495℃,保溫8小時,然后快速冷卻至室溫;(6)將經過步驟(5)得到的鑄錠加熱到400℃~440℃,對擠壓模具加熱,然后擠壓,擠壓速度為0.9~1.4m/min;(7)將擠壓得到的棒材放入溫度補償裝置中進行加熱,溫度為480℃±10℃;(8)將經過溫度補償后的棒材進行在線淬火、自然時效、包裝。

2.  根據權利要求1所述的一種2007鋁合金棒材加工工藝,其特征在于,步驟(2)中熔煉溫度為715℃~750℃。

3.  根據權利要求1所述的一種2007鋁合金棒材加工工藝,其特征在于,步驟(2)中將經扒渣得到的合格鋁液注入到保溫爐中保溫,溫度為705℃-740℃,保溫時間為20-30min。

4.  根據權利要求3所述的一種2007鋁合金棒材加工工藝,其特征在于,步驟(2)中保溫時間為25min。

5.  根據權利要求1所述的一種2007鋁合金棒材加工工藝,其特征在于,步驟(2)中加入鋁鈦硼細化劑進行細化。

6.  根據權利要求1所述的一種2007鋁合金棒材加工工藝,其特征在于,步驟(4)中鑄造溫度685℃-720℃。

7.  根據權利要求1所述的一種2007鋁合金棒材加工工藝,其特征在于,步驟6)中對擠壓模具加熱到450℃~500℃。

8.  根據權利要求1所述的一種2007鋁合金棒材加工工藝,其特征在于,步驟(7)中采用的溫度補償裝置包括:爐體,所述爐體為圓筒狀結構;設置在爐體內壁由耐火材料制成的保溫層;在所述保溫層內設有多根均勻分布的加熱棒;以及插入爐體內的熱電偶,所述熱電偶與PLC控制器連接。

說明書

說明書一種2007鋁合金棒材加工工藝
技術領域
    本發明屬于鋁合金加工技術領域,具體涉及一種2007鋁合金棒材加工工藝。
背景技術
2007鋁合金屬于Al-Cu-Mg系可熱處理強化型鋁合金,作為結構型高強度鋁合金,應用范圍非常廣泛,是許多承重結構比如飛機的機身、機翼和連接件以及軌道列車等重要材料。在現有技術中,擠壓棒材容易出現粗晶環,由于粗晶環的力學性能和疲勞強度都較正常細晶組織性能低,因此在生產過程中應該對粗晶環嚴格控制。并且現有工藝生產的棒材容易產生光亮晶粒、裂紋、表面偏析瘤嚴重、羽毛狀晶、粗大晶粒和粗大柱狀晶等嚴重缺陷,使得棒材力學性能下降,擠壓棒材的裂紋傾向性很高,而裂紋易造成產品報廢甚至于造成安全事故。此外,現有技術生產的鋁合金棒材擠出后,未淬火前溫度便快速下降,使得淬火后鋁合金性能下降。
發明內容
針對上述已有技術不足,本發明提供一種2007鋁合金棒材加工工藝,使加工的鋁合金棒材避免產生裂紋,盡可能降低成分偏析,降低粗晶環深度,以及避免光亮晶粒、羽毛晶等,提高淬火后棒材的綜合性能。
本發明是通過以下技術方案實現的:
一種2007鋁合金棒材加工工藝,其特征在于,步驟包括:(1)配料:各元素質量百分比為:Si≤0.80%,Fe≤0.80%,Cu:3.3-4.6%,Mn:0.5-1.0%,Mg:0.4-1.8%,Cr≤0.1%,Zn≤0.8%,Ti≤0.2%,Pb:0.8-1.5%,Ni≤0.2%,Bi≤0.2%,Sn≤0.2%,其他不可避免雜質≤0.15%,Al余量;(2)將各元素依次加入熔煉爐中熔煉,待爐內出現鋁水時,進行電磁攪拌,然后向爐中通入氬氣進行精煉除雜,氬氣流量為35~55scfh,將經扒渣得到的合格鋁液注入到保溫爐中保溫,然后細化處理;(3)采用泡沫陶瓷過濾板過濾得到熔體,過濾溫度為695℃-725℃;(4)將熔體注入鑄型中鑄造,得到鑄錠;(5)將鑄錠放入均質爐中均勻化處理,溫度為480℃~495℃,保溫8小時,然后快速冷卻至室溫;(6)將經過步驟(5)得到的鑄錠加熱到400℃~440℃,對擠壓模具加熱,然后擠壓,擠壓速度為0.9~1.4m/min;(7)將擠壓得到的棒材放入溫度補償裝置中進行加熱,溫度為480℃±10℃;(8)將經過溫度補償后的棒材進行在線淬火、自然時效、包裝。
根據上述的工藝,其特征在于,步驟(2)中熔煉溫度為715℃~750℃。
根據上述的工藝,其特征在于,步驟(2)中將經扒渣得到的合格鋁液注入到保溫爐中保溫,溫度為705℃-740℃,保溫時間為20-30min。
根據上述的工藝,其特征在于,步驟(2)中保溫時間為25min。
根據上述的工藝,其特征在于,步驟(2)中加入鋁鈦硼細化劑進行細化。
根據上述的工藝,其特征在于,步驟(4)中鑄造溫度685℃-720℃。
根據上述的工藝,其特征在于,步驟6)中將擠壓模具加熱到450℃~500℃。
根據上述的工藝,其特征在于,步驟(7)中采用的溫度補償裝置包括:爐體,所述爐體為圓筒狀結構;設置在爐體內壁由耐火材料制成的保溫層;在所述保溫層內設有多根均勻分布的加熱棒;以及插入爐體內的熱電偶,所述熱電偶與PLC控制器連接。
本發明的有益技術效果,本發明提供了一種2007鋁合金棒材加工工藝,主要控制在線淬火前各工藝步驟的工藝條件以及增加了溫度補償步驟,采用本工藝可以有效避免裂紋,降低成分偏析,降低粗晶環深度,以及避免光亮晶粒、羽毛晶等,在淬火前對棒材采用溫度補償裝置進行溫度補償,可以提高淬火后的棒材綜合性能;采用本工藝可以成功擠壓質量合格的2007鋁合金圓棒,生產出來的鋁合金力學性能更好,并且可批量生產。
附圖說明
圖1為本發明采用的溫度補償裝置的結構示意圖。
具體實施方式
    一種2007鋁合金棒材加工工藝,所述工藝步驟包括:(1)配料:各元素質量百分比為:Si≤0.80%,Fe≤0.80%,Cu:3.3-4.6%,Mn:0.5-1.0%,Mg:0.4-1.8%,Cr≤0.1%,Zn≤0.8%,Ti≤0.2%,Pb:0.8-1.5%,Ni≤0.2%,Bi≤0.2%,Sn≤0.2%,其他不可避免雜質≤0.15%,Al余量;(2)將各元素依次加入熔煉爐中,熔煉溫度為715℃~750℃;待爐內出現鋁水時,進行電磁攪拌;采用電磁攪拌,保證爐內原料快速熔化、溫度均勻;向熔煉爐中通入氬氣進行精煉除雜,氬氣流量控制在35~55scfh;進行扒渣得到合格的鋁液;其中,扒渣的步驟用于清除浮渣、雜質;將鋁液注入到保溫爐中進行保溫,在溫度為705℃-740℃條件下保溫時間為20-30min;優選保溫時間為25min;加入鋁鈦硼細化劑進行細化;(3)過濾:采用泡沫陶瓷過濾板進行過濾,得到熔體,過濾溫度控制在695℃-725℃;過濾時溫度需要控制在695℃-725℃之間,否則,溫度過低,熔體流動性不好,容易冷隔,不易通過濾片;溫度過高,對除氣效果不好,影響性能;(4)鑄造:將經過步驟(3)得到的熔體注入鑄型中,鑄造溫度685℃-720℃,得到鑄錠;(5)均勻化:將鑄錠放入均質爐中進行均勻化處理,溫度在480℃~495℃之間,保溫8小時,然后快速冷卻至室溫;(6)擠壓:將經過步驟(5)得到的鑄錠加熱到400℃~440℃,將擠壓模具加熱到450℃~500℃,然后進行擠壓,擠壓速度為0.9~1.4m/min,其中擠壓速度太快,淬火前溫度不好達到,太慢,型材成型困難,常出現裂紋;(7)溫度補償:將經過擠壓得到棒材放入到溫度補償裝置中進行加熱,加熱溫度為480℃±10℃;(8)將經過溫度補償后的棒材進行在線淬火、自然時效、包裝等。
溫度補償裝置結構如圖1所示,包括:爐體1,所述爐體為圓筒狀結構;設置在爐體內壁的由耐火材料制成的保溫層2;在所述保溫層內設有多根均勻分布的加熱棒3,通過在爐體內壁覆蓋的保溫層能夠將加熱棒固定在爐體內壁上并進行保溫;以及插入爐體內的熱電偶4,所述熱電偶與PLC控制器連接,熱電偶用于測量爐內溫度。耐火材料為輕質耐火磚或硅酸鋁耐火纖維。使用時,將經過擠壓得到的棒材5放進補償裝置內,補償裝置的加熱棒進行加熱對棒材進行溫度補償,通過調節電流對溫度進行控制。
實施例1
(1)配料:各元素質量百分比為:Si:0.80%,Fe:0.80%,Cu:4.6%,Mn:0.5%,Mg:1.8%,Cr:0.1%,Zn:0.8%,Ti:0.2%,Pb:1.5%,Ni:0.2%,Bi:0.2%,Sn:0.2%,其他不可避免雜質:0.15%,Al余量;(2)將各元素依次加入熔煉爐中,熔煉溫度為715℃;待爐內出現鋁水時,進行電磁攪拌;向熔煉爐中通入氬氣進行精煉除雜,氬氣流量控制在55scfh;進行扒渣得到合格的鋁液;將鋁液注入到保溫爐中進行保溫,在溫度為740℃條件下保溫時間為20min;加入鋁鈦硼細化劑進行細化;(3)過濾:采用泡沫陶瓷過濾板過濾得到熔體,過濾溫度控制在725℃;(4)鑄造:將經過步驟(3)得到的熔體注入鑄型中,鑄造溫度720℃,得到鑄錠;(5)均勻化:將鑄錠在均質爐中進行均勻化處理,溫度495℃,保溫8小時,然后快速冷卻至室溫;(6)擠壓:將經過步驟(5)得到的鑄錠加熱到400℃,將擠壓模具加熱到450℃,然后進行擠壓,擠壓速度為0.9m/min;(7)溫度補償:將經過擠壓完成的棒材放入到溫度補償裝置中進行加熱,加熱溫度為490℃;(8)將經過溫度補償后的棒材進行在線淬火、自然時效、包裝等工藝步驟。
實施例2
(1)配料:各元素質量百分比為:Si:0.50%,Fe:0.60%,Cu:3.3%,Mn:1.0%,Mg:0.4%,Cr:0.02%,Zn:0.7%,Ti:0.1%,Pb:0.8%,Ni:0.1%,Bi:0.15%,Sn:0.17%,其他不可避免雜質:0.1%,Al余量;(2)將各元素依次加入熔煉爐中,熔煉溫度為750℃;待爐內出現鋁水時,進行電磁攪拌;向熔煉爐中通入氬氣進行精煉除雜,氬氣流量控制在35scfh;扒渣得到合格的鋁液;將鋁液注入到保溫爐中進行保溫,在溫度為705℃條件下保溫時間為25min;加入鋁鈦硼細化劑進行細化;(3)過濾:采用泡沫陶瓷過濾板過濾,得到熔體,過濾溫度控制在695℃;(4)鑄造:將經過步驟(3)得到的熔體注入鑄型中,鑄造溫度685℃,得到鑄錠;(5)均勻化:將鑄錠在均質爐中進行均勻化處理,溫度480℃,保溫8小時,然后快速冷卻至室溫;(6)擠壓:將經過步驟(5)得到的鑄錠加熱到440℃,將擠壓模具加熱到500℃,然后進行擠壓,擠壓速度為1.4m/min;(7)溫度補償:將經過擠壓完成的棒材放入到溫度補償裝置中進行加熱,加熱溫度為480℃;(8)將經過溫度補償后的棒材進行在線淬火、自然時效、包裝等工藝步驟。
實施例3
(1)配料:各元素質量百分比為:Si:0.20%,Fe:0.10%,Cu:4%,Mn:0.7%,Mg:1.2%,Cr:0.05%,Zn:0.2%,Ti:0.15%,Pb:1.1%,Ni:0.05%,Bi:0.09%,Sn:0.1%,其他不可避免雜質:0.05%,Al余量;(2)將各元素依次加入熔煉爐中,熔煉溫度為725℃;待爐內出現鋁水時,進行電磁攪拌扒渣;向熔煉爐中通入氬氣進行精煉除雜,氬氣流量控制在45scfh;進行扒渣得到合格的鋁液;將鋁液注入到保溫爐中進行保溫,在溫度為730℃條件下保溫時間為30min;加入鋁鈦硼細化劑進行細化;(3)過濾:采用泡沫陶瓷過濾板過濾,得到熔體,過濾溫度控制在705℃;(4)鑄造:將經過步驟(3)得到的熔體注入鑄型中,鑄造溫度700℃,得到鑄錠;(5)均勻化:將鑄錠在均質爐中進行均勻化處理,溫度485℃,保溫8小時,然后快速冷卻至室溫;(6)擠壓:將經過步驟(5)得到的鑄錠加熱到420℃,將擠壓模具加熱到480℃,然后進行擠壓,擠壓速度為1.2m/min;(7)溫度補償:將經過擠壓完成的棒材放入到溫度補償裝置中進行加熱,加熱溫度為470℃;(8)將經過溫度補償后的棒材進行在線淬火、自然時效、包裝等工藝步驟。

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