一種鋁合金圓棒及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁合金圓棒，包括以下重量百分比的組分：Al、92.65～94.86%；Cu、1.9%～2.7%；Mg、1.3%～1.8%；Si、0.1%～0.25%；Fe、0.9%～1.3%；Ni、0.9%～1.2%；Ti、0.04%～0.1%；制備方法具體包括：熔煉鋁合金溶液、澆鑄成長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒、均勻化退火、切割成短料鋁合金圓鑄棒、低溫快速反向擠壓得到鋁合金擠壓圓棒半成品、淬火熱處理、拉拔冷變形、倍尺切割并切除頭尾料、人工時(shí)效、得到鋁合金圓棒。本發(fā)明制備的鋁合金圓棒橫截面與縱截面的晶粒組織都均勻細(xì)小，具有強(qiáng)度高、耐熱性好的特點(diǎn)，能夠滿足后續(xù)加工及使用的要求，可廣泛用作航天發(fā)動(dòng)機(jī)及其它高溫條件下工作的零部件。
【專利說(shuō)明】
一種鋁合金圓棒及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鋁合金加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鋁合金圓棒及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)防及航空工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)耐熱鋁合金的性能提出了更高的要求， 其中2618鋁合金因其可鍛性好，各向異性小而被廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)活塞及航空領(lǐng)域?，F(xiàn)有的 2618-T6圓棒抗拉強(qiáng)度為400MPa、屈服強(qiáng)度為325MPa、延伸率為6%、硬度HB為120,力學(xué)性能 較低。采用傳統(tǒng)制備方法制備的2618鋁合金棒材容易出現(xiàn)粗晶組織，其晶粒組織不均勻，與 國(guó)外同類產(chǎn)品的力學(xué)性能及晶粒組織存在較大差距，限制了國(guó)內(nèi)鋁合金材料在汽車工業(yè)和 航空工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鋁合金圓棒及其制造方法，使得制備的鋁 合金圓棒強(qiáng)度高、晶粒組織均勻，能夠滿足后續(xù)加工及使用的要求。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0005] -種鋁合金圓棒，包括以下重量百分比的組分：
[0006] Al、92.65~94.86%;Cu、1.9%~2.7%;Mg、1.3%~1.8%;Si、0.1%~0.25% ; Fe、0.9%~1.3% ;Ni、0.9%~1.2% ;Ti、0.04%~0·1%〇
[0007] 上述一種鋁合金圓棒，包括以下重量百分比的組分：
[0008] Al、92.85~93.86%;Cu、2.2%~2.6%;Mg、1.5%~1.7%;Si、0.2%~0.25% ; Fe、1.2%~1.3% ;Ni、1.0%~1.2% ;Ti、0.04%~0.1%。
[0009] -種鋁合金圓棒的制造方法，具體包括以下步驟：
[0010] A.按質(zhì)量百分比分別稱取熔煉用純鋁錠、鋁銅中間合金、純鎂錠、鋁硅中間合金、 有色鐵添加劑、鋁鎳中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，然后將其依次裝入干燥的熔煉爐內(nèi)，加 熱熔化成鋁合金溶液；
[0011] B.將鋁合金溶液澆鑄成長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒；
[0012] C.長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行均勻化退火；
[0013] D.將均勻化后的長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行倍尺切割，得到適用于擠壓的等長(zhǎng)短料鋁 合金圓鑄棒;將短料鋁合金圓鑄棒加熱后進(jìn)行低溫快速反向擠壓，得到鋁合金擠壓圓棒半 成品；
[0014] E.鋁合金擠壓圓棒半成品進(jìn)行淬火熱處理；
[0015] F.將淬火熱處理后的鋁合金圓棒進(jìn)行拉拔冷變形；
[0016] G.將拉拔冷變形后鋁合金圓棒進(jìn)行倍尺切割并切除頭料、尾料，并進(jìn)行人工時(shí)效， 得到鋁合金圓棒。
[0017] 上述一種鋁合金圓棒的制造方法，步驟A的具體操作方法為:領(lǐng)料、加料裝入熔煉 爐、融化保溫、添加打渣劑除渣、添加合金調(diào)整成分、攪拌、取樣光譜分析化學(xué)成分、精煉除 氣除雜質(zhì)、添加覆蓋劑、保溫靜置得鋁合金溶液。
[0018] 上述一種錯(cuò)合金圓棒的制造方法，步驟A中的攪拌時(shí)間為lOmin~15min，精煉時(shí)間 為30min~35min，保溫靜置時(shí)間為30min~35min。
[0019] 上述一種鋁合金圓棒的制造方法，步驟B的具體操作方法為:鋁合金溶液在溫度為 690°C~720°C、冷卻水流量為180m 3/h~210m3/h、鑄造速度為88mm/min~98mm/min的條件下 饒鑄成直徑Φ 203mm、長(zhǎng)度為6000mm~6700mm的錯(cuò)合金圓鑄棒。
[0020] 上述一種鋁合金圓棒的制造方法，步驟D中鋁合金擠壓圓棒半成品的具體制備方 法為：
[0021 ] D1.領(lǐng)用短料鋁合金圓鑄棒及模具；
[0022] D2.預(yù)熱短料鋁合金圓鑄棒、模筒及模具；短料鋁合金圓鑄棒預(yù)熱溫度為290°C~ 310°C、模筒預(yù)熱溫度為320°C~360°C、模具預(yù)熱溫度為430°C~480°C;
[0023] D3.裝填短料鋁合金圓鑄棒并安裝擠壓模具；
[0024] D4.低溫快速反向擠壓成型，反向擠壓條件:擠壓比為8~18、擠壓速度為6mm/s~ 8mm/s；
[0025] D5.獲得鋁合金擠壓圓棒半成品。
[0026]上述一種鋁合金圓棒的制造方法，步驟E中淬火熱處理方式為立式淬火，淬火溫度 為530°C~540°C，保溫時(shí)間為90min~150min，淬火冷卻水溫度彡38°C，鋁合金圓棒轉(zhuǎn)移時(shí) 間 <30s。
[0027] 上述一種鋁合金圓棒的制造方法，步驟G中時(shí)效溫度為200°C~210°C、保溫時(shí)間為 8h ~9h。
[0028] 由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得技術(shù)進(jìn)步如下。
[0029] 本發(fā)明通過(guò)嚴(yán)格控制鋁合金中合金元素的含量比、擠壓溫度和擠壓速度、淬火溫 度和時(shí)間、時(shí)效溫度和時(shí)間而制備的鋁合金圓棒，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到430MPa~450MPa、屈服強(qiáng) 度達(dá)到390MPa~420MPa、延伸率達(dá)到7.5%~10%、硬度冊(cè)達(dá)到135~145，且圓棒橫截面與 縱截面的晶粒組織都均勻細(xì)小，具有強(qiáng)度高、耐熱性好的特點(diǎn)，能夠滿足后續(xù)加工及使用的 要求，可廣泛用作航天發(fā)動(dòng)機(jī)及其它高溫條件下工作的零部件。本發(fā)明制備的鋁合金圓棒 可與同類進(jìn)口鋁合金圓棒相媲美，實(shí)現(xiàn)了鋁合金原材料的國(guó)產(chǎn)化，為我國(guó)大力發(fā)展航空事 業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的鋁合金圓棒的橫截面低倍組織；
[0031] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制備的鋁合金圓棒的縱截面低倍組織；
[0032] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例1制備的鋁合金圓棒的橫截面放大200倍的金相組織；
[0033]圖4是本發(fā)明實(shí)施例1制備的鋁合金圓棒的縱截面放大200倍的金相組織。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0035] 一種鋁合金圓棒，包括以下重量百分比的組分:AU92.65~94.86%;Cu、1.9%~ 2.7%;Mg、1.3%~1.8%;Si、0.1%~0.25%;Fe、0.9%~1.3% ;Ni、0.9%~1.2%;Ti、 0.04% ~0·1%〇
[0036] -種鋁合金圓棒的制造方法，具體包括以下步驟。
[0037] Α.按質(zhì)量百分比分別稱取熔煉用純鋁錠、鋁銅中間合金、純鎂錠、鋁硅中間合金、 有色鐵添加劑、鋁鎳中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，然后將其依次裝入干燥的熔煉爐內(nèi)，加 熱熔化成鋁合金溶液。
[0038] 本步驟的具體實(shí)施方法為:領(lǐng)料;加料裝入熔煉爐;融化保溫;添加打渣劑除渣;添 加合金調(diào)整成分;攪拌，攪拌時(shí)間為l〇min~15min;取樣光譜分析化學(xué)成分;精煉30min~ 35min后，除去溶液中的氫氣和雜質(zhì)；添加覆蓋劑;保溫靜置30min~35min，得鋁合金溶液。 [0039] B.將鋁合金溶液澆鑄成長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒;鋁合金溶液在溫度為690 °C~720°C、 冷卻水流量為180m3/h~210m3/h、鑄造速度為88mm/min~98mm/min的條件下饒鑄成直徑Φ 203mm、長(zhǎng)度為6000mm~6700mm的錯(cuò)合金圓鑄棒。
[0040] C.長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行均勻化退火；以消除圓鑄棒內(nèi)的鑄造應(yīng)力和晶內(nèi)偏析， 使其晶粒組織均勻。均勻化退火溫度為470 °C~490 °C，保溫時(shí)間為3h~5h，然后自然冷卻。
[0041] D.將均勻化后的長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行倍尺切割，得到適用于擠壓的等長(zhǎng)短料鋁 合金圓鑄棒，短料錯(cuò)合金圓鑄棒的長(zhǎng)度一般為500mm~1000mm;將短料錯(cuò)合金圓鑄棒加熱后 進(jìn)行低溫快速反向擠壓，得到鋁合金擠壓圓棒半成品。
[0042] 本步驟中，鋁合金擠壓圓棒半成品的具體制備方法為：
[0043] D1.領(lǐng)用短料鋁合金圓鑄棒及模具；
[0044] D2.預(yù)熱短料鋁合金圓鑄棒、模筒及模具;短料鋁合金圓鑄棒預(yù)熱溫度為290°C~ 310°C、模筒預(yù)熱溫度為320°C~360°C、模具預(yù)熱溫度為430°C~480°C;
[0045] D3.裝填短料鋁合金圓鑄棒并安裝擠壓模具；
[0046] D4.低溫快速反向擠壓成型，反向擠壓條件:擠壓比為8~18、擠壓速度為6mm/s~ 8mm/s；
[0047] D5.獲得鋁合金擠壓圓棒半成品。
[0048]步驟D2中，短料鋁合金圓鑄棒采用梯度預(yù)熱方式，即先進(jìn)模筒端鑄棒預(yù)熱溫度高， 后進(jìn)模筒端預(yù)熱溫度低，其梯度為l-5°C/100mm。
[0049] E.鋁合金擠壓圓棒半成品進(jìn)行淬火熱處理;淬火熱處理方式為立式淬火，淬火溫 度為530°C~540°C，保溫時(shí)間為90min~150min，淬火冷卻水溫度彡38°C，鋁合金圓棒轉(zhuǎn)移 時(shí)間<30s。
[0050] F.將淬火熱處理后的鋁合金圓棒進(jìn)行拉拔冷變形；以消除圓棒在擠壓及立式淬火 過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。拉拔冷變形的變形量為1 %~3%。
[0051] G.將拉拔冷變形后鋁合金圓棒進(jìn)行倍尺切割并切除頭料、尾料，并進(jìn)行人工時(shí)效， 得到鋁合金圓棒。
[0052]倍尺切割長(zhǎng)度根據(jù)客戶規(guī)定的交付長(zhǎng)度確定，一般為2m~8m，頭料、尾料切除長(zhǎng)度 一般為150mm~300mm。時(shí)效溫度為200°C~210°C、保溫時(shí)間為8h~9h。
[0053] 實(shí)施例1
[0054] 制備一種鋁合金圓棒，包含以下重量百分比的組分:Al、93.4108%;Cu、2.45%; Mg、1.61% ;Si、0.184% ;Fe、1.23% ;Ni、1.07%和Ti、0.0452%。具體制備方法如下。
[0055] A.按質(zhì)量百分比分別稱取熔煉用純鋁錠、鋁銅中間合金、純鎂錠、鋁硅中間合金、 有色鐵添加劑、鋁鎳中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，然后將其依次裝入干燥的熔煉爐內(nèi)，加 熱熔化成鋁合金溶液。
[0056]本步驟的具體實(shí)施方法為:領(lǐng)料;加料裝入熔煉爐;融化保溫;添加打渣劑除渣;添 加合金調(diào)整成分;攪拌，攪拌時(shí)間為15min;取樣光譜分析化學(xué)成分;精煉32min后，除去溶液 中的氫氣和雜質(zhì);添加覆蓋劑;保溫靜置32min，得鋁合金溶液。
[0057] B.將鋁合金溶液澆鑄成長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒;鋁合金溶液在溫度為700 °C、冷卻水流 量為200m3/h、鑄造速度為90mm/min的條件下澆鑄成直徑Φ 203mm、長(zhǎng)度為6500mm的鋁合金 圓鑄棒。
[0058] C.長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行均勻化退火；以消除圓鑄棒內(nèi)的鑄造應(yīng)力和晶內(nèi)偏析， 使其晶粒組織均勻。均勻化退火溫度為480°C，保溫時(shí)間為3h，然后自然冷卻。
[0059] D.將均勻化后的長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行倍尺切割，得到適用于擠壓的等長(zhǎng)短料鋁 合金圓鑄棒，短料鋁合金圓鑄棒的長(zhǎng)度一般為500_;將短料鋁合金圓鑄棒加熱后進(jìn)行低溫 快速反向擠壓，得到鋁合金擠壓圓棒半成品。
[0060] 本步驟中，鋁合金擠壓圓棒半成品的具體制備方法為：
[0061 ] D1.領(lǐng)用短料鋁合金圓鑄棒及模具；
[0062] D2.預(yù)熱短料鋁合金圓鑄棒、模筒及模具;短料鋁合金圓鑄棒先進(jìn)模筒端預(yù)熱溫度 為305°C、后進(jìn)模筒端預(yù)熱溫度為292°C、梯度為2.6°C/100mm，模筒預(yù)熱溫度為350°C、模具 預(yù)熱溫度為475 °C;
[0063] D3.裝填短料鋁合金圓鑄棒并安裝擠壓模具；
[0064] D4.低溫快速反向擠壓成型，反向擠壓條件:擠壓比為15.4、擠壓速度為7mm/s;
[0065] D5.獲得鋁合金擠壓圓棒半成品。
[0066] E.鋁合金擠壓圓棒半成品進(jìn)行淬火熱處理;淬火熱處理方式為立式淬火，淬火溫 度為535 °C，保溫時(shí)間為120min，淬火冷卻水溫度< 38 °C，鋁合金圓棒轉(zhuǎn)移時(shí)間< 30s。
[0067] F.將淬火熱處理后的鋁合金圓棒進(jìn)行拉拔冷變形；以消除圓棒在擠壓及立式淬火 過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。拉拔冷變形的變形量為2 %。
[0068] G.將拉拔冷變形后鋁合金圓棒進(jìn)行倍尺切割并切除頭料、尾料，并進(jìn)行人工時(shí)效， 得到鋁合金圓棒。倍尺切割長(zhǎng)度根據(jù)客戶規(guī)定的交付長(zhǎng)度確定，一般為4m，頭料、尾料切除 長(zhǎng)度一般為200mm。時(shí)效溫度為205 °C、保溫時(shí)間為8.5h。
[0069] 本實(shí)施例制造的鋁合金圓棒的抗拉強(qiáng)度為442.16MPa、屈服強(qiáng)度為410.14MPa、延 伸率為7.5 %、硬度HB為140，圓棒橫截面與縱截面的晶粒組織都均勻細(xì)小，如圖1至圖4所 示，圓棒橫截面的平均晶粒尺寸約為19. Ιμπι，縱截面的均晶粒尺寸約為24.8μπι。
[0070] 實(shí)施例2
[0071]本實(shí)施例制備的鋁合金圓棒，包含以下重量百分比的組分：Al、92.65% ;Cu、 1.9%;]\%、1.8%;51、0.25%小6、0.9%;附、1.2%和11、0.04%。具體制備方法如下。
[0072] A.按質(zhì)量百分比分別稱取熔煉用純鋁錠、鋁銅中間合金、純鎂錠、鋁硅中間合金、 有色鐵添加劑、鋁鎳中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，然后將其依次裝入干燥的熔煉爐內(nèi)，加 熱熔化成鋁合金溶液。
[0073] 本步驟的具體實(shí)施方法為:領(lǐng)料;加料裝入熔煉爐;融化保溫;添加打渣劑除渣;添 加合金調(diào)整成分;攪拌，攪拌時(shí)間為l〇min;取樣光譜分析化學(xué)成分;精煉35min后，除去溶液 中的氫氣和雜質(zhì);添加覆蓋劑;保溫靜置30min，得鋁合金溶液。
[0074] B.將鋁合金溶液澆鑄成長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒;鋁合金溶液在溫度為690 °C、冷卻水流 量為180m3/h、鑄造速度為88mm/min的條件下饒鑄成直徑Φ 203mm、長(zhǎng)度為6000mm的錯(cuò)合金 圓鑄棒。
[0075] C.長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行均勻化退火；以消除圓鑄棒內(nèi)的鑄造應(yīng)力和晶內(nèi)偏析， 使其晶粒組織均勻。均勻化退火溫度為470°C，保溫3h，然后自然冷卻。
[0076] D.將均勻化后的長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行倍尺切割，得到適用于擠壓的等長(zhǎng)短料鋁 合金圓鑄棒，短料鋁合金圓鑄棒的長(zhǎng)度一般為800_;將短料鋁合金圓鑄棒加熱后進(jìn)行低溫 快速反向擠壓，得到鋁合金擠壓圓棒半成品。
[0077] 本步驟中，鋁合金擠壓圓棒半成品的具體制備方法為：
[0078] D1.領(lǐng)用短料鋁合金圓鑄棒及模具；
[0079] D2.預(yù)熱短料鋁合金圓鑄棒、模筒及模具;短料鋁合金圓鑄棒先進(jìn)模筒端預(yù)熱溫度 為310°C、后進(jìn)模筒端預(yù)熱溫度為290°C、梯度為5°C/100mm，模筒預(yù)熱溫度為360°C、模具預(yù) 熱溫度為480°C;
[0080] D3.裝填短料鋁合金圓鑄棒并安裝擠壓模具；
[0081] D4.低溫快速反向擠壓成型，反向擠壓條件:擠壓比為18、擠壓速度為8mm/s;
[0082] D5.獲得鋁合金擠壓圓棒半成品。
[0083] E.鋁合金擠壓圓棒半成品進(jìn)行淬火熱處理;淬火熱處理方式為立式淬火，淬火溫 度為530°C，保溫時(shí)間為90min，淬火冷卻水溫度<38°C，鋁合金圓棒轉(zhuǎn)移時(shí)間<30s。
[0084] F.將淬火熱處理后的鋁合金圓棒進(jìn)行拉拔冷變形；以消除圓棒在擠壓及立式淬火 過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。拉拔冷變形的變形量為1 %。
[0085] G.將拉拔冷變形后鋁合金圓棒進(jìn)行倍尺切割并切除頭料、尾料，并進(jìn)行人工時(shí)效， 得到鋁合金圓棒。倍尺切割長(zhǎng)度根據(jù)客戶規(guī)定的交付長(zhǎng)度確定，一般為2m，頭料、尾料切除 長(zhǎng)度一般為150mm。時(shí)效溫度為200°C、保溫時(shí)間為8h。
[0086] 本實(shí)施例制造的鋁合金圓棒的抗拉強(qiáng)度為438.46MPa、屈服強(qiáng)度為409.92MPa、延 伸率為10 %、硬度HB為138，圓棒橫截面與縱截面的晶粒組織都均勻細(xì)小，圓棒橫截面的平 均晶粒尺寸約為20.3μπι，縱截面的均晶粒尺寸約為27. Ιμπι。
[0087] 實(shí)施例3
[0088] 本實(shí)施例制備的鋁合金圓棒，包含以下重量百分比的組分：Α1、94.86 % ; Cu、 2.7%;]\%、1.3%;51、0.1%小6、1.3%;附、0.9%和11、0.1%。具體制備方法如下。
[0089] A.按質(zhì)量百分比分別稱取熔煉用純鋁錠、鋁銅中間合金、純鎂錠、鋁硅中間合金、 有色鐵添加劑、鋁鎳中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，然后將其依次裝入干燥的熔煉爐內(nèi)，加 熱熔化成鋁合金溶液。
[0090] 本步驟的具體實(shí)施方法為:領(lǐng)料;加料裝入熔煉爐;融化保溫;添加打渣劑除渣;添 加合金調(diào)整成分;攪拌，攪拌時(shí)間為lOmin;取樣光譜分析化學(xué)成分;精煉30min后，除去溶液 中的氫氣和雜質(zhì);添加覆蓋劑;保溫靜置35min，得鋁合金溶液。
[0091] B.將鋁合金溶液澆鑄成長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒;鋁合金溶液在溫度為720 °C、冷卻水流 量為210m3/h、鑄造速度為98mm/min的條件下澆鑄成直徑Φ 203mm、長(zhǎng)度為6700mm的鋁合金 圓鑄棒。
[0092] C.長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行均勻化退火；以消除圓鑄棒內(nèi)的鑄造應(yīng)力和晶內(nèi)偏析， 使其晶粒組織均勻。均勻化退火溫度為490°C，保溫5h，然后自然冷卻。
[0093] D.將均勻化后的長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行倍尺切割，得到適用于擠壓的等長(zhǎng)短料鋁 合金圓鑄棒，短料鋁合金圓鑄棒的長(zhǎng)度一般為1000mm;將短料鋁合金圓鑄棒加熱后進(jìn)行低 溫快速反向擠壓，得到鋁合金擠壓圓棒半成品。
[0094] 本步驟中，鋁合金擠壓圓棒半成品的具體制備方法為：
[0095] D1.領(lǐng)用短料鋁合金圓鑄棒及模具；
[0096] D2.預(yù)熱短料鋁合金圓鑄棒、模筒及模具;短料鋁合金圓鑄棒先進(jìn)模筒端預(yù)熱溫度 為300°C、后進(jìn)模筒端預(yù)熱溫度為295°C、梯度為rC/100mm，模筒預(yù)熱溫度為320°C、模具預(yù) 熱溫度為430 °C;
[0097] D3.裝填短料鋁合金圓鑄棒并安裝擠壓模具；
[0098] D4.低溫快速反向擠壓成型，反向擠壓條件:擠壓比為8、擠壓速度為6mm/s;
[0099] D5.獲得鋁合金擠壓圓棒半成品。
[0100] E.鋁合金擠壓圓棒半成品進(jìn)行淬火熱處理;淬火熱處理方式為立式淬火，淬火溫 度為540°C，保溫時(shí)間為150min，淬火冷卻水溫度<38°C，鋁合金圓棒轉(zhuǎn)移時(shí)間<30s。
[0101] F.將淬火熱處理后的鋁合金圓棒進(jìn)行拉拔冷變形；以消除圓棒在擠壓及立式淬火 過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。拉拔冷變形的變形量為3 %。
[0102] G.將拉拔冷變形后鋁合金圓棒進(jìn)行倍尺切割并切除頭料、尾料，并進(jìn)行人工時(shí)效， 得到鋁合金圓棒。倍尺切割長(zhǎng)度根據(jù)客戶規(guī)定的交付長(zhǎng)度確定，一般為8m，頭料、尾料切除 長(zhǎng)度一般為300mm。時(shí)效溫度為210°C、保溫時(shí)間為9h。
[0103] 本實(shí)施例制造的鋁合金圓棒的抗拉強(qiáng)度為436.79MPa、屈服強(qiáng)度為398.13MPa、延 伸率為8.5 %、硬度HB為142，圓棒橫截面與縱截面的晶粒組織都均勻細(xì)小，圓棒橫截面的平 均晶粒尺寸約為21.4μηι，縱截面的均晶粒尺寸約為25.5μηι。
[0104] 實(shí)施例4 一實(shí)施例6
[0105]實(shí)施例4至實(shí)施例6中，制備鋁合金圓棒的具體步驟與實(shí)施例1相同，區(qū)別僅在于， 鋁合金圓棒中各組分的質(zhì)量百分比不同，具體如下表所示。
[0106]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁合金圓棒，其特征在于，包括以下重量百分比的組分： Al、92·65~94·86%;Cu、1·9%~2·7%;Mg、1·3%~1·8%;Si、O·1%~O·25%;Fe、O·9%~ 1.3%;Ni、0.9%~1.2%;Ti、0.04%~0.1%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金圓棒，其特征在于，包括以下重量百分比的組分： Al、92.85~93.86%;Cu、2.2%~2.6%;Mg、1.5%~1.7%;Si、0.2%~0.25%;Fe、1.2%~ 1.3%;Ni、1.0%~1.2%;Ti、0.04%~0.1%。3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種鋁合金圓棒的制造方法，其特征在于，具體包括以下步 驟： A. 按質(zhì)量百分比分別稱取熔煉用純鋁錠、鋁銅中間合金、純鎂錠、鋁硅中間合金、有色 鐵添加劑、鋁鎳中間合金和鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑，然后將其依次裝入干燥的熔煉爐內(nèi)，加熱熔 化成鋁合金溶液； B. 將鋁合金溶液澆鑄成長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒； C. 長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行均勻化退火； D. 將均勻化后的長(zhǎng)料鋁合金圓鑄棒進(jìn)行倍尺切割，得到適用于擠壓的等長(zhǎng)短料鋁合金 圓鑄棒;將短料鋁合金圓鑄棒加熱后進(jìn)行低溫快速反向擠壓，得到鋁合金擠壓圓棒半成品； E. 鋁合金擠壓圓棒半成品進(jìn)行淬火熱處理； F. 將淬火熱處理后的鋁合金圓棒進(jìn)行拉拔冷變形； G. 將拉拔冷變形后鋁合金圓棒進(jìn)行倍尺切割并切除頭料、尾料，并進(jìn)行人工時(shí)效，得到 鋁合金圓棒。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁合金圓棒的制造方法，其特征在于，步驟A的具體操作 方法為:領(lǐng)料、加料裝入熔煉爐、融化保溫、添加打渣劑除渣、添加合金調(diào)整成分、攪拌、取樣 光譜分析化學(xué)成分、精煉除氣除雜質(zhì)、添加覆蓋劑、保溫靜置得鋁合金溶液。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋁合金圓棒的制造方法，其特征在于，步驟A中的攪拌時(shí) 間為10 min~15min，精煉時(shí)間為30 min~35 min，保溫靜置時(shí)間為30 min~35 min。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁合金圓棒的制造方法，其特征在于，步驟B的具體操作 方法為:鋁合金溶液在溫度為690°C~720 °C、冷卻水流量為180 m3/h~210 m3/h、鑄造速度 為88mm/min~98 mm/min的條件下饒鑄成直徑Φ203ηιηι、長(zhǎng)度為6000 mm~6700 mm的錯(cuò)合金 圓鑄棒。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁合金圓棒的制造方法，其特征在于，步驟D中鋁合金擠 壓圓棒半成品的具體制備方法為： Dl.領(lǐng)用短料鋁合金圓鑄棒及模具； D2.預(yù)熱短料鋁合金圓鑄棒、模筒及模具；短料鋁合金圓鑄棒預(yù)熱溫度為290°C~310 °C、模筒預(yù)熱溫度為320°C~360°C、模具預(yù)熱溫度為430°C~480°C; D3.裝填短料鋁合金圓鑄棒并安裝擠壓模具； D4.低溫快速反向擠壓成型，反向擠壓條件:擠壓比為8~18、擠壓速度為6 mm/s~8mm/ s； D5.獲得鋁合金擠壓圓棒半成品。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁合金圓棒的制造方法，其特征在于，步驟E中淬火熱處 理方式為立式淬火，淬火溫度為530 °C~540 °C，保溫時(shí)間為90 min~150 min，淬火冷卻 水溫度<38 °C，鋁合金圓棒轉(zhuǎn)移時(shí)間<30 s。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁合金圓棒的制造方法，其特征在于，步驟G中時(shí)效溫度 為200 °C~210 °C、保溫時(shí)間為8 h~9 h。
【文檔編號(hào)】B21C23/20GK105908034SQ201610422997
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】王慶慶
【申請(qǐng)人】江蘇亞太輕合金科技股份有限公司