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一種高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材的生產(chǎn)工藝

專利號(hào)
CN119411038B
公開日期
2025-03-11
申請(qǐng)人
湖南乾龍新材料有限公司(湖南省岳陽市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)棗子山路99號(hào))
發(fā)明人
胡澍; 陳聞天; 陳勇剛; 趙國(guó)棟; 付前偉; 徐濤鳴
IPC分類
C22F1/053; B21C37/04; C21D1/26; C21D9/00; C21D9/52
技術(shù)領(lǐng)域
鋁合金,冷鐓,合金,7xxx,連續(xù)鑄造,鑄造,頂鍛試驗(yàn),7a03,成形,連續(xù)
地域: 湖南省 湖南省岳陽市

摘要

本發(fā)明涉及一種高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材的生產(chǎn)工藝,包括:將鋁合金熔體經(jīng)快冷連續(xù)鑄造成鋁合金棒料,經(jīng)均勻化處理后對(duì)鋁合金棒料進(jìn)行剝皮處理去掉氧化層,經(jīng)連續(xù)擠壓成鋁合金卷棒材,對(duì)鋁合金卷棒材進(jìn)行拉拔,拉拔結(jié)束后,采用雙級(jí)低溫退火處理,由此制得高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材;所述拉拔變形量≥20%;所述雙級(jí)低溫退火處理?xiàng)l件為:先在200?260℃保溫2?4h,再升溫至320?360℃保溫2?6h,待保溫結(jié)束,以≤30℃/h的冷卻速率爐冷卻至240?280℃,出爐空冷。本發(fā)明可生產(chǎn)出性能均勻一致且冷鐓成形性能優(yōu)良的7xxx鋁合金卷棒材,尤其適合大卷重(>200Kg)鋁合金卷棒材的生產(chǎn)。

說明書

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[0020] 優(yōu)選地,所述高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材的組織特征為橫向斷面無粗晶、縱向晶粒呈纖維狀,冷頂鍛試驗(yàn)鍛壓比小于1/3,具有非常好的冷鐓成形性。 [0021] 優(yōu)選地,所述高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材單卷重量大于200Kg,更優(yōu)選大于 500Kg。所述7xxx系高強(qiáng)度鋁合金包括但不限于7A03、7075、7475、7050、7A04、7A31等鋁合金。 [0022] 本申請(qǐng)中,鍛壓比是指冷鍛后樣品高度與冷鍛前樣品高度之比,該比值越小表示鋁合金材料的冷加工性能越好。 [0023] (三)有益效果 [0024] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)難以生產(chǎn)大卷重且具有高冷鐓成形性能的7xxx鋁合金卷棒材的技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材的生產(chǎn)工藝,其主要包括鋁合金棒料的快冷連續(xù)鑄造、均勻化處理、剝皮、連續(xù)擠壓、拉拔和雙級(jí)低溫退火等工序。本發(fā)明主要通過控制在拉拔工序過程中拉拔變形量不小于20%,采用雙級(jí)低溫退火處理,使其組織特征為橫向斷面無粗晶、縱向晶粒呈纖維狀;鋁合金卷棒材冷頂鍛試驗(yàn)鍛壓比小于1/3,冷鐓成形性均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GBT233?2000金屬材料頂鍛試驗(yàn)方法》中規(guī)定的1/2的標(biāo)準(zhǔn),其高冷鐓成形性可以滿足7xxx系高強(qiáng)度鋁合金復(fù)雜冷鐓件和緊固件冷鐓成形的性能要求。 [0025] 一方面,本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)難以生產(chǎn)大卷重鋁合金卷棒材的問題,單卷重沒有上限,可達(dá)到幾百甚至幾千Kg;另一方面,本發(fā)明制備的7xxx系高強(qiáng)度鋁合金具有很高的冷加工性能,產(chǎn)品性能均勻一致,冷頂鍛試驗(yàn)鍛壓比小于1/3,具有非常優(yōu)良的冷鐓成形性。 附圖說明 [0026] 圖1為7075、7A03鋁合金卷棒材的冷頂鍛試驗(yàn)實(shí)物,左側(cè)為7075鋁合金,右側(cè)為 7A03鋁合金。 具體實(shí)施方式 [0027] 為了更好的解釋本發(fā)明,以便于理解,下面通過具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。 [0028] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)難以生產(chǎn)大卷重且具有高冷鐓成形性能的7xxx鋁合金卷棒材的技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材的生產(chǎn)工藝,其主要包括:將鋁合金熔體經(jīng)快冷連續(xù)鑄造成鋁合金棒料,經(jīng)均勻化處理后對(duì)鋁合金棒料進(jìn)行剝皮處理去掉氧化層,經(jīng)連續(xù)擠壓成鋁合金卷棒材,對(duì)鋁合金卷棒材進(jìn)行拉拔,拉拔結(jié)束后,采用雙級(jí)低溫退火處理,由此制得高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材; [0029] 其中,拉拔變形量≥20%,最大拉拔變形量應(yīng)保證鋁合金棒材不會(huì)被拉斷。實(shí)驗(yàn)證明,拉拔變形量若小于20%會(huì)產(chǎn)生不均勻變形,最終影響產(chǎn)品性能均勻一致度。 [0030] 其中,雙級(jí)低溫退火處理?xiàng)l件為:先在200?260℃保溫2?4h,再升溫至320?360℃保溫2?6h,待保溫結(jié)束,以≤30℃/h的冷卻速率爐冷卻至240?280℃(優(yōu)選為260℃),出爐空冷。其中,在保溫結(jié)束至爐冷到240?280℃期間,可利用爐體的保溫作用防止冷卻速度過快而產(chǎn)生淬火效應(yīng),淬火效應(yīng)會(huì)降低鋁合金的擠壓加工性能;若出爐溫度高于280℃,淬火效應(yīng)仍存在,使鋁合金的擠壓加工性能下降,而若出爐溫度小于240℃,則不利于節(jié)省能耗且對(duì)爐體的保溫要求過高也會(huì)增加成本。 [0031] 雙級(jí)低溫退火的第一階段為預(yù)退火,溫度為200?260℃,預(yù)退火溫度較低;第二階段為主退火,溫度為320?360℃,溫度比第一階段高。通過兩個(gè)不同溫度階段的處理,改善力學(xué)性能、延展性和加工性能,釋放應(yīng)力,防止后續(xù)加工時(shí)應(yīng)力腐蝕開裂傾向,促進(jìn)細(xì)化晶粒結(jié)構(gòu),改善性7xxx鋁合金卷棒材的冷鐓成形性能。在所述雙級(jí)低溫退火及其溫度設(shè)定條件下,既可消除冷拔產(chǎn)生的加工硬化,又能夠避免發(fā)生再結(jié)晶和析出強(qiáng)化相粗化的情況。 [0032] 優(yōu)選地,鋁合金熔體經(jīng)快冷連續(xù)鑄造成直徑22?25mm的棒料,鑄造速度500?700mm/min,優(yōu)選為550?600mm/min;連續(xù)鑄造溫度控制在680?690℃。對(duì)于7xxx鋁合金,鑄造溫度若超過該范圍,會(huì)使冷卻速度過慢鑄造不成型,鑄造溫度若小于該范圍容易產(chǎn)生斷裂。 [0033] 優(yōu)選地,所述快冷連續(xù)鑄造為水平連續(xù)鑄造或上引連續(xù)鑄造,快冷連續(xù)鑄造的冷卻速度>200℃/S。 [0034] 優(yōu)選地,均勻化處理?xiàng)l件為:460?480℃保溫8?16h,以≤30℃/h的冷卻速率爐冷卻至240?280℃(優(yōu)選為260℃),出爐空冷。

權(quán)利要求

1.一種高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材的生產(chǎn)工藝,其特征在于,包括:將鋁合金熔體經(jīng)快冷連續(xù)鑄造成鋁合金棒料,經(jīng)均勻化處理后對(duì)鋁合金棒料進(jìn)行剝皮處理去掉氧化層,經(jīng)連續(xù)擠壓成鋁合金卷棒材,對(duì)鋁合金卷棒材進(jìn)行拉拔,拉拔結(jié)束后,采用雙級(jí)低溫退火處理,由此制得高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材;
其中,均勻化處理?xiàng)l件為:460?480℃保溫8?16h,以≤30℃/h的冷卻速率爐冷卻至240?
280℃,出爐空冷;
其中,所述拉拔變形量≥20%;
其中,所述雙級(jí)低溫退火處理?xiàng)l件為:先在200?260℃保溫2?4h,再升溫至320?360℃保溫2?6h,待保溫結(jié)束,以≤30℃/h的冷卻速率爐冷卻至240?280℃,出爐空冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝,其特征在于,鋁合金熔體經(jīng)快冷連續(xù)鑄造成直徑
22?25mm的棒料,鑄造速度500?700mm/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝,其特征在于,所述快冷連續(xù)鑄造為水平連續(xù)鑄造或上引連續(xù)鑄造,快冷連續(xù)鑄造的冷卻速度>200℃/S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝,其特征在于,所述剝皮處理時(shí),剝皮量為2?5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝,其特征在于,連續(xù)擠壓過程中,擠壓模腔出口溫度為420?460℃,擠出輪轉(zhuǎn)速為2?6rpm;其中,若形成直徑16mm以上的鋁合金棒材時(shí),采用擴(kuò)展連續(xù)擠壓方式;形成直徑小于16mm的鋁合金棒材時(shí)采用常規(guī)連續(xù)擠壓方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝,其特征在于,采用盤拉機(jī)進(jìn)行拉拔。
7.一種高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材,其特征在于,采用權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)工藝制備得到。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材,其特征在于,所述高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材的組織特征為橫向斷面無粗晶、縱向晶粒呈纖維狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材,其特征在于,所述高冷鐓成形性7xxx鋁合金卷棒材單卷重量大于200Kg。
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