一种浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造方法
阅读说明：本技术 一种浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造方法 (Manufacturing method of high-strength high-toughness 7046 aluminum alloy hot-extruded section for floating bridge ) 是由 王强 王艺琳 张燕飞 杨瑞青 石宏宇 王嘉君 谭艺哲 范春然 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：一种浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造方法,本发明涉及浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造方法。本发明是要解决解决7046合金挤压型材韧性低的问题。方法：一、确定7046铝合金中各元素质量百分比；二、均匀化退火；三、热挤压；四、在线淬火；五、热挤压型材精整；六、热挤压型材时效热处理。本方法制造的的7046热挤压型材,合金成分满足美国标准要求,焊接及耐蚀性能良好,抗拉强度R-m＝500～580MPa、屈服强度R-(P0.2)＝450～500MPa、延伸率A＝12～18％,满足浮桥用高强高韧性7046铝合金热挤压型材使用需求,用户机加焊接后浮桥合格率达到100％。(The invention discloses a manufacturing method of a high-strength high-toughness 7046 aluminum alloy hot-extruded section for a floating bridge, and relates to a manufacturing method of a high-strength high-toughness 7046 aluminum alloy hot-extruded section for a floating bridge. The invention aims to solve the problem of low toughness of 7046 alloy extruded sections. The method comprises the following steps: firstly, determining the mass percentage of each element in 7046 aluminum alloy; secondly, homogenizing and annealing; thirdly, hot extrusion; fourthly, quenching on line; fifthly, finishing the hot extrusion section; sixthly, carrying out aging heat treatment on the hot extruded section. The 7046 hot extruded section produced by the method has alloy components meeting American standard requirements, good welding and corrosion resistance and tensile strength R m 500-580 MPa, yield strength R P0.2 450 to 500MPa, elongation A12-18%, the use requirements of the high-strength high-toughness 7046 aluminum alloy hot-extruded section for the floating bridge are met, and the qualification rate of the floating bridge after the floating bridge is machined and welded by a user reaches 100%.)
技术领域
本发明涉及浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造方法。
背景技术
7046合金是Al-Zn-Mg系典型的代表合金，是7000系铝合金中最轻的，具有高强度和轻量化两种性质，并能保证在高强度使用情况下无谐振现象发生。由于含铜少，抗蚀性能高，焊接性能也是最优良的，适合于军用浮桥材料。
7046合金起强化作用的元素为Zn和Mg，Cu也有一定的强化效果，此外还添加有Mn、Zr、Ti细化晶粒的元素以及Fe、Si等杂质元素，因此该合金具有复杂的相组织，形成的难溶化合物多，化合物偏析严重，难于达到高韧性。
发明内容
本发明是要解决7046合金挤压型材韧性低的问题，而提供一种浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造方法。
本发明一种浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造方法是按以下步骤进行：
一、按质量百分比由6.7％～7.3％Zn、1.2％～1.5％Mg、0.18％～0.25％Cu、0.23％～0.3％Mn、0.1％～0.18％Zr、Cr≤0.05％、Ti≤0.06％、Fe≤0.3％、Si≤0.2％、余量为Al和不可避免的杂质，其他单个杂质≤0.05％、杂质总和≤0.1％，按上述配比进行配料，然后将原材料加入熔炼炉中进行熔炼，得到铝合金圆铸锭；
二、将铝合金圆铸锭放置在退火炉里加热进行均匀化退火，得到退火后的圆铸锭；
三、将退火后的圆铸锭加热后通过模具热挤压成型材，得到铝合金热挤压型材；
四、将铝合金热挤压型材通过冷却装置进行在线淬火，得到淬火型材；
五、对淬火型材进行张力矫直，得到张力矫直后的型材；
六、对张力矫直后的型材进行时效热处理，即完成浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造。
本发明的有益效果是：
本发明制造的7046铝合金型材合金成分满足美国标准要求，焊接及耐蚀性能良好，抗拉强度Rm＝500～580MPa、屈服强度RP0.2＝450～500MPa、延伸率A＝12～18％，满足浮桥用高强高韧性7046铝合金热挤压型材使用需求，用户机加焊接后浮桥合格率达到100％。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造方法是按以下步骤进行：
一、按质量百分比由6.7％～7.3％Zn、1.2％～1.5％Mg、0.18％～0.25％Cu、0.23％～0.3％Mn、0.1％～0.18％Zr、Cr≤0.05％、Ti≤0.06％、Fe≤0.3％、Si≤0.2％、余量为Al和不可避免的杂质，其他单个杂质≤0.05％、杂质总和≤0.1％，按上述配比进行配料，然后将原材料加入熔炼炉中进行熔炼，得到铝合金圆铸锭；
二、将铝合金圆铸锭放置在退火炉里加热进行均匀化退火，得到退火后的圆铸锭；
三、将退火后的圆铸锭加热后通过模具热挤压成型材，得到铝合金热挤压型材；
四、将铝合金热挤压型材通过冷却装置进行在线淬火，得到淬火型材；
五、对淬火型材进行张力矫直，得到张力矫直后的型材；
六、对张力矫直后的型材进行时效热处理，即完成浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造。
本实施方式在7046合金加入Mn和Zr：添加少量的元素Mn、Zr对合金的组织和性能有明显的影响。这些元素可在铸锭均匀化退火时产生弥散的质点，阻止位错及晶界的迁移，从而提高了再结晶温度，有效地阻止了晶粒的长大，可细化晶粒，并保证组织在热加工及热处理后保持未再结晶或部分再结晶状态，使强度提高的同时具有较好的抗腐蚀性能。7046合金必须严格控制杂质Fe、Si含量。Fe与Mn和Zr能形成难溶粗大化合物，这些难溶的第二项对合金的韧性有非常不利的影响。
本实施方式制造的7046铝合金型材直线度符合GB/T6892标准要求的型材。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中按质量百分比由7.03％Zn、1.5％Mg、0.25％Cu、0.29％Mn、0.12％Zr、0.0009％Cr、0.027％Ti、0.29％Fe、0.12％Si，单个杂质≤0.05％、合计杂质≤0.1％和余量为Al进行配料。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中所述熔炼的工艺参数为：熔炼温度720～750℃，铸造速度20～95mm/min。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中所述均匀化退火的温度为460～470℃，并在温度为460～470℃的条件下保温24h，出炉空冷，切短铸锭后车皮。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述短铸锭的尺寸为300mm～1500mm。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三中将退火后的圆铸锭加热后通过模具热挤压成型材具体按以下步骤进行：将退火后的圆铸锭放置在工频感应炉中加热，加热炉各区仪表定温为490～530℃，挤压筒温度为450℃～480℃，铸锭温度达到480～520℃后，按照挤压速度不大于1.5mm/s通过工模具热挤压成型。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤四中将铝合金热挤压型材通过冷却装置进行在线淬火具体按以下步骤进行：将表面温度≥460℃铝合金热挤压型材，通过强风制冷装置或水雾制冷装置，制冷后型材表面温度≤80℃，制冷速度≥65℃/min。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤五中所述张力矫直的拉伸率为1.0～1.5％。其他与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤六中所述时效热处理的温度为115～125℃，保温时间为16～48h。其他与具体实施方式一至八之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：一种浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造方法是按以下步骤进行：
一、按质量百分比由7.03％Zn、1.5％Mg、0.25％Cu、0.29％Mn、0.12％Zr、0.0009％Cr、0.027％Ti、0.29％Fe、0.12％Si、余量为Al和不可避免的杂质，其他单个杂质≤0.05％、杂质总和≤0.1％，按上述配比进行配料，然后将原材料加入熔炼炉中进行熔炼，得到铝合金圆铸锭；
二、将铝合金圆铸锭放置在退火炉里，均匀化退火的温度为460～470℃，并在温度为460～470℃的条件下保温24h，出炉空冷，切为1500mm的短铸锭后车皮，得到退火后的圆铸锭；
三、将退火后的圆铸锭加热后通过模具热挤压成型材具体按以下步骤进行：将退火后的圆铸锭放置在工频感应炉中加热，加热炉各区仪表定温为500℃，挤压筒温度为480℃，铸锭温度达到490℃后，按照挤压速度为1mm/s通过工模具热挤压成型，得到表面温度为465℃铝合金热挤压型材；
四、将铝合金热挤压型材通过强风制冷装置或水雾制冷装置，制冷后型材表面温度为60℃，制冷速度≥65℃/min；得到淬火型材；
五、对淬火型材进行张力矫直，得到张力矫直后的型材；张力矫直的拉伸率为1.2％；
六、对张力矫直后的型材进行时效热处理，即完成浮桥用高强高韧7046铝合金热挤压型材的制造；所述时效热处理的温度为120℃，保温时间为24h。
本实施例制造的7046铝合金型材合金成分满足美国标准要求，焊接及耐蚀性能良好，抗拉强度Rm＝500～580MPa、屈服强度RP0.2＝450～500MPa、延伸率A＝12～18％，满足浮桥用高强高韧性7046铝合金热挤压型材使用需求，用户机加焊接后浮桥合格率达到100％。
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