一种铝合金型材的生产方法及由其制备的铝合金型材
阅读说明：本技术 一种铝合金型材的生产方法及由其制备的铝合金型材 (Production method of aluminum alloy section and aluminum alloy section prepared by same ) 是由 蒋成龙 于 2020-03-30 设计创作，主要内容包括：一种铝合金型材的生产方法及由其制备的铝合金型材,所述铝合金型材的生产方法包括步骤：(1)铝棒加温：将特定成分含量的铝棒加热至470-490℃；(2)模具加热：将模具加热至460-480℃；(3)挤压：将铝棒放入挤压设备中进行挤压,挤压铜温度为400-420℃,使所述铝棒通过模具得到铝合金型材；(4)淬火：将铝合金型材进行风冷淬火,冷却速率≥38℃/min,直至冷却后的铝合金型材的表面温度≤400℃；(5)矫直：对铝合金型材进行矫直,伸长率为0.5％-2％；(6)时效：对铝合金型材进行保温,保温温度为175-185℃,保温时间为≥8h。通过本申请的生产方法制备的铝合金型材力学性能高,能够达到6063-T6的力学性能要求,并且生产成本低。(A production method of an aluminum alloy profile and the aluminum alloy profile prepared by the same comprises the following steps: (1) heating an aluminum bar: heating the aluminum bar with the specific component content to 470-490 ℃; (2) heating a mould: heating the mould to 460-480 ℃; (3) extruding: putting the aluminum bar into extrusion equipment for extrusion, wherein the extrusion copper temperature is 400-420 ℃, and enabling the aluminum bar to pass through a die to obtain an aluminum alloy section; (4) quenching: carrying out air-cooled quenching on the aluminum alloy section, wherein the cooling rate is more than or equal to 38 ℃/min until the surface temperature of the cooled aluminum alloy section is less than or equal to 400 ℃; (5) straightening: straightening the aluminum alloy section with the elongation rate of 0.5% -2%; (6) aging: and (3) insulating the aluminum alloy section at the temperature of 175-185 ℃, wherein the insulating time is not less than 8 h. The aluminum alloy section prepared by the production method is high in mechanical property, can meet the mechanical property requirement of 6063-T6, and is low in production cost.)
技术领域
本发明涉及型材加工
技术领域
，尤其涉及铝合金型材的生产方法及由其制备的铝合金型材。背景技术
六系铝合金是铝镁硅合金，其代表牌号有6061、6063和6082。其中，6063铝合金主要合金元素为镁及硅，具有加工性能极佳，优良的可焊性，挤出性及电镀性，良好的抗腐蚀性，韧性，易于抛光，上包膜，阳极氧化效果优良，是典型的挤出合金，广泛应用于建筑型材，灌溉管材，供车辆，台架，家具，升降机，栅栏等用的管、棒，建筑铝门窗、幕墙的框架等。6系铝合金可通过淬火处理提高强度，淬火是指把金属加热至一定温度突然冷却以达需求强度。不同于其他牌系铝合金，6系铝合金的状态以T态为主，最多的便是T5和T6两种状态。通过高温挤压成型，固溶热处理后(淬火)进行人工时效的状态为风冷(T5)。通过高温挤压成型过程冷却，然后进行人工时效的状态为水冷(T6)。6063-T5铝合金的力学性能要求为抗拉强度≥170MPa、屈服强度≥110MPa、延伸率≥8％；6063-T6铝合金型材的力学性能要求为抗拉强度≥205MPa、屈服强度≥180MPa、延伸率≥8％。由此可知，6063-T5铝合金的力学性能要求低于6063-T6铝合金。一般来说，6063-T5铝合金型材更多应用于铝型材方面，比如强度和受力要求低的工业类的圆管、方管、排材、建筑类的门窗型材等；6063-T6铝合金一般较多应用于强度和受力要求高的铝板材、铝圆棒。铝型材，由于质量轻、强度高，优异的抗腐蚀性、电性能以及再加工和处理性能，使其在航空航天、船舶车辆、建筑装潢等领域广泛使用。但是，随着工业的不断发展，对铝型材的强度等也提出了更高的要求。
因此，现有技术中的6063-T5铝合金型材具有强度不够高的问题，虽然6063-T6铝合金型材的强度高于6063-T5，但是然6063-T6铝合金型材的生产成本较高，例如，需要专用的水冷设备。因此，如何低成本地生产高力学性能的6063铝合金型材具有重要意义。
发明内容
为解决现有技术中的6063-T5铝合金型材力学性能差，而6063-T6铝合金生产成本高的问题，本申请的第一个方面提供一种铝合金型材的生产方法，包括步骤：
(1)铝棒加温：将包括0.45％-0.49％的Si、0.40-0.48％的Mg、≤0.020％的Cu、0.45-0.49％的Si、≤0.02％的Mn、≤0.18％的Fe、≤0.016％的Zn、≤0.01％的Cr、≤0.025％的Ti、余量为Al的铝棒加热至470-490℃；
(2)模具加热：将模具加热至460-480℃；
(3)挤压：将步骤(1)处理后的所述铝棒放入挤压设备中进行挤压，挤压铜温度为400-420℃，挤压速度为4-5mm/s，使所述铝棒穿过所述步骤(2)中的所述模具得到铝合金型材；
(4)淬火：将步骤(3)挤压得到的铝合金型材进行风冷淬火，冷却速率≥38℃/min，直至冷却后的铝合金型材的表面温度≤400℃；
(5)矫直：对所述步骤(4)淬火后的铝合金型材进行矫直，伸长率为0.5％-2％；
(6)时效：对所述步骤(5)矫直后的铝合金型材进行保温，保温温度为175-185℃，保温时间为≥8h。
进一步地，在所述步骤(2)中，所述模具的加热时间为1.5-12h。
进一步地，在所述步骤(3)中，每4小时清理一次挤压筒。
进一步地，在所述步骤(3)中，出料口温度为500-540℃。
进一步地，在所述步骤(4)中，所述冷却速率≥80℃/min。
进一步地，在所述步骤(4)中，所述风冷淬火的风量为80-100％。
进一步地，在所述步骤(4)中，所述风冷淬火的风量为80-90％。
进一步地，在所述步骤(4)和所述步骤(5)之间，还包括步骤：先锯切，后冷却；在所述步骤(5)和所述步骤(6)之间，还包括步骤：先锯切，后装框。
进一步地，所述铝合金型材为6063铝合金型材。
本申请的第二个方面提供一种采用上述所述铝合金型材的生产方法制备的铝合金型材。
与现有技术相比较，本发明的优势在于：
本发明提供一种力学性能高的铝合金型材，该铝合金型材的抗拉强度≥205mpa、屈服强度≥180mpa、延伸率≥8％，能够达到6063-T6的力学性能要求，并且生产成本低。
附图说明
图1为本申请的铝合金型材的生产方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，详细阐述本发明的优势。
本申请所用材料、试剂、仪器、设备等均市售可得。
如图1所示，根据本申请的一实施例，本申请提供的铝合金型材的生产方法，优选地，所述铝合金型材为6063铝合金型材，所述铝合金型材的生产方法包括步骤：
铝棒加温：将包括质量百分比含量为0.45％-0.49％的Si、0.40-0.48％的Mg、≤0.020％的Cu、0.45-0.49％的Si、≤0.02％的Mn、≤0.18％的Fe、≤0.016％的Zn、≤0.01％的Cr、≤0.025％的Ti、余量为Al的铝棒加热至470-490℃，本领域公知，铝棒成分的含量不同，铝合金型材的力学性能不同，本申请通过调整铝棒的成分含量以提高铝合金型材的力学性能；
模具加热：将模具加热至460-480℃，所述模具的加热时间为1.5-12h，不同型号的模具加热时间会有所差异，例如，如果采用型号为1100T挤压机，则模具的加热时间为1.5-6h，如果型号为1800T/H1800T的挤压机，则模具的加热时间为2-8h，如果采用型号为H2750T的挤压机，则模具的加热时间为6-12h；
挤压：将加温后的所述铝棒放入挤压设备中进行挤压，挤压铜温度为400-420℃，每4小时清理一次挤压筒，挤压速度为4-5mm/s，出料口温度为500-540℃，使所述铝棒穿过加热后的模具得到铝合金型材；
淬火：淬火对铝型材的力学性能有着重要的影响，本申请将挤压得到的铝合金型材进行风冷淬火，冷却速率≥38℃/min，优选地，冷却速率≥80℃/min，风冷淬火的风量为80-100％，从而使铝合金型材快速淬火，在另一实施例中，可以适当地降低挤压速度以便快速淬火，优选地，所述风冷淬火的风量为80-90％，直至冷却后的铝合金型材的表面温度≤400℃，本申请通过提高加大风量以达到快速淬火的目的，从而提高铝合金型材的力学性能，现有技术中通过风冷淬火得到的6063铝合金型材的力学性能仅能达到T5的要求，即抗拉强度≥170MPa、屈服强度≥110MPa、延伸率≥8％，而本申请最终得到的铝合金型材的力学性能却提高到能够满足T6的性能要求；
对淬火后的铝合金型材进行锯切，然后冷却；
矫直：对冷却后的铝合金型材进行矫直，伸长率为0.5％-2％；
对矫直后的铝合金型材进行锯切，然后装框；
时效：对装框后的铝合金型材进行保温，保温温度为175-185℃，保温时间为≥8h，现有技术中的时效温度为200℃，保温时间为2h，保温时间较短，得到的铝合金型材的力学性能不够高。
本申请的第二个方面提供一种采用上述所述铝合金型材的生产方法制备的铝合金型材。
实施例1
本申请的所述铝合金型材的生产方法包括步骤：
铝棒加温：将包括0.45％的Si、0.40的Mg、0.020％的Cu、0.45％的Si、0.02％的Mn、0.18％的Fe、0.016％的Zn、0.01％的Cr、0.025％的Ti、余量为Al的铝棒加热至470℃；
模具加热：将模具加热至460℃，用1100T型号模具的加热时间为1.5h；
挤压：将加温后的所述铝棒放入挤压设备中进行挤压，挤压筒温度为400℃，每4小时清理一次挤压筒，挤压速度为4mm/s，出料口温度为500-540℃；
淬火：对铝合金型材进行风冷淬火，冷却速率为38℃/min，风冷淬火的风量为80％，直至冷却后的铝合金型材的表面温度400℃；
对淬火后的铝合金型材进行锯切，然后冷却；
矫直：对冷却后的铝合金型材进行矫直，伸长率为0.5％；
对矫直后的铝合金型材进行锯切，然后装框；
时效：对装框后的铝合金型材进行保温，保温温度为175℃，保温时间为8h。
实施例2
本申请的所述铝合金型材的生产方法包括步骤：
铝棒加温：将包括0.49％的Si、0.48％的Mg、0.020％的Cu、0.49％的Si、0.02％的Mn、0.18％的Fe、0.016％的Zn、0.01％的Cr、0.025％的Ti、余量为Al的铝棒加热至490℃；
模具加热：将模具加热至480℃，1100T型号模具的加热时间为6h；
挤压：将加温后的所述铝棒放入挤压设备中进行挤压，挤压铜温度为420℃，每4小时清理一次挤压筒，挤压速度为5mm/s，出料口温度为540℃；
淬火：对铝合金型材进行风冷淬火，冷却速率为80℃/min，风冷淬火的风量为90％，直至冷却后的铝合金型材的表面温度为380℃；
对淬火后的铝合金型材进行锯切，然后冷却；
矫直：对冷却后的铝合金型材进行矫直，伸长率为2％；
对矫直后的铝合金型材进行锯切，然后装框；
时效：对装框后的铝合金型材进行保温，保温温度为185℃，保温时间为10h。
实施例3
本申请的所述铝合金型材的生产方法包括步骤：
铝棒加温：将包括0.47％的Si、0.44％的Mg、0.020％的Cu、0.47％的Si、0.02％的Mn、0.1％的Fe、0.01％的Zn、0.01％的Cr、0.025％的Ti、余量为Al的铝棒加热至480℃；
模具加热：将模具加热至470℃，1100T型号模具的加热时间为4h；
挤压：将加温后的所述铝棒放入挤压设备中进行挤压，挤压铜温度为410℃，每4小时清理一次挤压筒，挤压速度为4.5mm/s，出料口温度为520℃；
淬火：对铝合金型材进行风冷淬火，冷却速率为70℃/min，风冷淬火的风量为85％，优选地，直至冷却后的铝合金型材的表面温度为200℃；
对淬火后的铝合金型材进行锯切，然后冷却；
矫直：对冷却后的铝合金型材进行矫直，伸长率为1.5％；
对矫直后的铝合金型材进行锯切，然后装框；
时效：对装框后的铝合金型材进行保温，保温温度为180℃，保温时间为12h。
力学性能的测试：将上述实施例1-3得到的铝合金型材采用拉伸试验机并分别按照国家标准GB/T16865-2013进行室温拉伸试验。
测试结果：实施例1-3得到的铝合金型材的抗拉强度≥205mpa、屈服强度≥180mpa、延伸率≥8％，均能够满足6063-T6的力学性能要求。
综上，本发明通过将6063铝棒成份含量进行调整，并且优化生产工艺，例如，将淬火的风量调高，从而提高冷却速率，使其快速淬火，然后通过特殊的时效工艺处理，从而共同实现铝合金型材具有优异的力学性能，力学性能能够达到6063-T6的性能要求，并且生产成本低，无需水冷设备。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
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