阅读说明：本技术 一种高导电率高强度铝合金导电型材及生产工艺 (High-conductivity and high-strength aluminum alloy conductive profile and production process thereof ) 是由 廖健 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高导电率高强度铝合金导电型材,其组成成分及质量百分比为：Mg为0.57~0.58％,Si为0.41~0.42％,Fe为0.10~0.11％,Cu为0.02~0.03％,Mn为0.08~0.09％,Cr为0.08~0.09％,Ti为0.02~0.03％,Zn为0.03~0.04％,其余杂质单个为0.05％,其余杂质的总和为0.15％,余量为Al；它还包括高导电率高强度铝合金导电型材的生产工艺；它还公开了高导电率高强度铝合金导电型材的生产工艺。本发明的有益效果是：抗拉强度、导电率高、制造工艺简单。(The invention discloses a high-conductivity high-strength aluminum alloy conductive profile, which comprises, by mass, 0.57 ~ 0.58.58% of Mg, 0.41 ~ 0.42.42% of Si, 0.10 ~ 0.11.11% of Fe, 0.02 ~ 0.03.03% of Cu, 0.08 ~ 0.09.09% of Mn, 0.08 ~ 0.09.09% of Cr, 0.02 ~ 0.03.03% of Ti, 0.03 ~ 0.04.04% of Zn, 0.05% of other impurities, 0.15% of the total sum of the other impurities and the balance of Al.)

一种高导电率高强度铝合金导电型材及生产工艺

技术领域

本发明涉及铝合金材料领域，特别是一种高导电率高强度铝合金导电型材及生产工艺。

背景技术

21世纪以来具有节能、快捷和大运量特征的城市轨道交通建设愈趋受到众多城市的关注。城市轨道交通是采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统包括地铁系统、轻轨系统、有轨电车、单轨系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统和磁浮系统。由于畅通、高效、可靠的交通出行不仅是出行者选择出行方式的基础更是城市交通管理者追求的目标。所以城市轨道交通凭借快速、便捷、安全、运量大和运输效率高等特性成为城市公共交通的重要组成部分。在中国已经运营轨道交通的城市中越来越多的居民选择乘坐轨道交通出行。

随着公司的发展，不同的客户对产品的要求也趋于多元化发展，普通的6系铝合金型材已不能满足部分客户对于特种铝合金性能的要求。近段时间，市场对铝型材不仅有普通的强度要求，而且还对导电率的要求也日益严格。如ZTJ系列型材要求6063合金在满足国标强度的基础上导电率达到32.5MS/m，HLP系列型材要求6101B合金性能满足国标情况下电阻率低于0.0320Ω.mm²/m，现有普通铝合金型材导电率只能达到30.2MS/m，因此亟需一种机械强度高、导电率高的铝合金型材。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种机械强度高、导电率高、制造工艺简单的高导电率高强度铝合金导电型材及生产工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高导电率高强度铝合金导电型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.57~0.58％，Si为0.41~0.42％，Fe为0.10~0.11％，Cu为0.02~0.03％，Mn为0.08~0.09％，Cr为0.08~0.09％，Ti为0.02~0.03％，Zn为0.03~0.04％，其余杂质单个为0.05％，其余杂质的总和为0.15％，余量为Al。

其组成成分及质量百分比为：Mg为0.57％，Si为0.41％，Fe为0.10％，Cu为0.02％，Mn为0.08％，Cr为0.08％，Ti为0.02％，Zn为0.03％，其余杂质单个为0.05％，其余杂质的总和为0.15％，余量为Al。。

其组成成分及质量百分比为：Mg为0.57％，Si为0.42％，Fe为0.10％，Cu为0.03％，Mn为0.08％，Cr为0.08％，Ti为0.02％，Zn为0.04％，其余杂质单个为0.05％，其余杂质的总和为0.15％，余量为Al。

其组成成分及质量百分比为：Mg为0.58％，Si为0.42％，Fe为0.11％，Cu为0.03％，Mn为0.09％，Cr为0.09％，Ti为0.03％，Zn为0.04％，其余杂质单个为0.05％，其余杂质的总和为0.15％，余量为Al。

所述高导电率高强度铝合金导电型材的生产工艺，它包括以下步骤：

S1、合金的熔铸，具体包括以下步骤：

S11、通过除气、除渣将熔炼炉内的杂气和杂渣有效清除出去，以确保铸锭成分控制在标准范围内；

S12、将原材料组成成份按重量配比要求加入熔炼炉内进行熔化，从而得到铝液；

S13、将铝液浇铸到铸造模具的型腔内；控制铸造速度在80~100mm/min范围内以避免产生铸锭裂纹缺陷，经一段时间保温后，在型腔内制得铝合金铸锭，铸造成型后将铝合金铸锭取出；

S2、铝合金铸锭的均匀化退火处理：将铝合金铸锭放入到退火炉内，并设定退火炉的均匀化温度为540~550℃，保温时间为23~24h，冷却速度≥200℃/h；

S3、铝合金铸锭的加热处理：采用工频感应加热方式加热步骤S2中的铝合金铸锭，在4~5min内将铝合金铸锭的温度加热到500~520℃；

S4、铝合金型材的挤压成型，具体包括以下步骤：

S41、设定挤压模具的温度为480~490℃，挤压筒温度为440~480℃，挤压速度控制在4~5m/min范围内，型材挤压出口温度应控制在510~550℃范围内；

S42、将步骤S3中加热后的铝合金铸锭输送到挤压模具内，在挤压出口处制得铝合金型材；

S43、采用穿水冷却铝合金型材，冷却后温度迅速降至50℃以下，以完成铝合金型材的淬火处理；

S5、在205℃温度下，保温13h，以完成铝合金型材的时效处理。

本发明具有以下优点：本发明通过控制化学成分，提高挤压温度、挤压速度，适当调整时效温度和延长时效时间，在挤压筒温度440~460℃，模具温度470~490℃，挤压速度4~4.5m/min，冷却方式为穿水，时效制度为205℃*13h的条件下，可以使制备出的铝合金型材的抗拉强度和电导率分别达到222Mpa、32.5MS/m，从而满足了市场要求。

附图说明

图1为铝合金型材时效后的力学性能及电导率图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

实施例一：一种高导电率高强度铝合金导电型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.57％，Si为0.41％，Fe为0.10％，Cu为0.02％，Mn为0.08％，Cr为0.08％，Ti为0.02％，Zn为0.03％，其余杂质单个为0.05％，其余杂质的总和为0.15％，余量为Al。所述Fe、Zn、Ti合金成分相比6063合金国家标准的含量小，不仅提高了6063合金的纯度，还提高了导电率；加入Cu元素，并控制在6063合金国家标准Cu含量的下线，少量的Cu与主要强化成分Si、Mg结合，使力学性能显著提高，可使力学性能接近硬铝的性能，Cu又可中和Ti对导电率的不良影响；由于铸造过程中Fe元素的不可控制性，使Mn元素控制在上线，可消除Fe的不良影响又可细化晶粒，使6063合金的综合性能提高。

所述高导电率高强度铝合金导电型材的生产工艺，它包括以下步骤：

S1、合金的熔铸，具体包括以下步骤：

S11、通过除气、除渣将熔炼炉内的杂气和杂渣有效清除出去，以确保铸锭成分控制在标准范围内；

S12、将原材料组成成份按重量配比要求加入熔炼炉内进行熔化，从而得到铝液；

S13、将铝液浇铸到铸造模具的型腔内；控制铸造速度在80~100mm/min范围内以避免产生铸锭裂纹缺陷，经一段时间保温后，在型腔内制得铝合金铸锭，铸造成型后将铝合金铸锭取出；

S2、铝合金铸锭的均匀化退火处理：将铝合金铸锭放入到退火炉内，并设定退火炉的均匀化温度为540~550℃，保温时间为23~24h，冷却速度≥200℃/h；

S3、铝合金铸锭的加热处理：采用工频感应加热方式加热步骤S2中的铝合金铸锭，在4~5min内将铝合金铸锭的温度加热到500~520℃；

S4、铝合金型材的挤压成型，具体包括以下步骤：

S41、设定挤压模具的温度为480~490℃，挤压筒温度为440~480℃，挤压速度控制在4~5m/min范围内，型材挤压出口温度应控制在510~550℃范围内；

S42、将步骤S3中加热后的铝合金铸锭输送到挤压模具内，在挤压出口处制得铝合金型材；

S43、采用穿水冷却铝合金型材，冷却后温度迅速降至50℃以下，以完成铝合金型材的淬火处理；

S5、在205℃温度下，保温13h，以完成铝合金型材的时效处理，铝合金型材时效后的力学性能及电导率如图1所示。

本方法通过控制化学成分，提高挤压温度、挤压速度，适当调整时效温度和延长时效时间，在挤压筒温度440~460℃，模具温度470~490℃，挤压速度4~4.5m/min，冷却方式为穿水，时效制度为205℃*13h的条件下，可以使制备出的铝合金型材的抗拉强度和电导率分别达到222Mpa、32.5MS/m，从而满足了市场要求。

实施例二：一种高导电率高强度铝合金导电型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.57％，Si为0.42％，Fe为0.10％，Cu为0.03％，Mn为0.08％，Cr为0.08％，Ti为0.02％，Zn为0.04％，其余杂质单个为0.05％，其余杂质的总和为0.15％，余量为Al。

实施例三：一种高导电率高强度铝合金导电型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.58％，Si为0.42％，Fe为0.11％，Cu为0.03％，Mn为0.09％，Cr为0.09％，Ti为0.03％，Zn为0.04％，其余杂质单个为0.05％，其余杂质的总和为0.15％，余量为Al。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于前述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是前述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。