專利名稱：一種鋁合金棒材生產方法
技術領域：
本發明涉及鋁合金生產領域，尤其涉及一種鋁合金棒材生產方法。
背景技術：
LD7-5鋁合金棒材是一種廣泛應用于航空領域的鋁合金材料，這種鋁合金棒材的生產一般包括熔煉，鑄造，均勻化退火，擠壓，淬火，人工時效處理這幾個工序。在鋁合金棒材的生產過程中會產生粗大晶粒組織即粗晶環，根據粗晶環出現的時間，將其分為兩類第一類是在擠壓過程中即已形成的粗晶環，這類粗晶環的形成是由于擠壓模具形狀的約束與摩擦力的作用造成金屬流動不均勻，外層金屬所承受的變形程度比內層大，晶粒受到劇烈的剪切變形，晶格發生嚴重的畸變，從而使外層金屬再結晶溫度降低，發生再結晶長大，形成粗晶環；第二類粗晶環是在鋁合金棒材的淬火過程中形成的，例如含Mn、Cr、a 等元素的鋁合金在淬火后，常可出現較為嚴重的粗晶環組織，這類粗晶環的形成原因除與不均勻變形有關外，還與合金中含Mn、Zr等抗結晶元素有關。在本發明的發明人對現有技術的研究中發現，現有的生產工藝技術在擠壓時，由于受到擠壓模具形狀的約束和摩擦力等作用鋁合金棒材半成品外層會產生金屬不均勻性， 因此鋁合金棒材半成品在后期熱處理時就會晶粒容易長大，形成較深的粗晶環或整面晶粒粗大，這樣就會造成粗晶環超標，力學性能下降，原有的常規生產工藝幾乎不能產出合格的鋁合金棒材。
發明內容
本發明實施例提供了一種航空用鋁合金棒材生產方法，能夠使生產出來的鋁合金棒材具有較好的室溫里力學性能，并且棒材粗晶環較淺甚至無粗晶環，從而使各項性能達到標準要求，實現該合金棒材的工業化批量生產。一種鋁合金棒材生產方法，包括對擠壓形成的鋁合金棒材半成品進行冷拉拔； 對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行熱處理。從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點在本發明實施例中，鋁合金棒材半成品在熱處理之前會先經過限量冷拉拔的處理，在冷拉拔時鋁合金棒材半成品的外層金屬組織會受到與擠壓時相反的力，擠壓造成的鋁合金棒材半成品的外層金屬組織的畸變程度就會減小，這樣就可以改善鋁合金棒材半成品的外層金屬組織的不均勻性，減少在隨后的熱處理過程中晶粒長大的誘因，使得鋁合金棒材半成品在熱處理后室溫力學性能更好，并且只形成較淺的粗晶環甚至無粗晶環，從而使其室溫力學性能和粗晶環達標，實現鋁合金棒材的工業化批量生產。
圖1為本發明實施例中第一個實施例的基本流程圖；圖2為本發明實施例中第二個實施例的流程圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了一種鋁合金棒材生產方法，用于使生產出來的鋁合金棒材具有較好的室溫里力學性能，并且棒材粗晶環較淺甚至無粗晶環，從而使各項性能達到標準要求，實現該鋁合金棒材的工業化批量生產。為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部實施例。本領域普通技術人員在本發明中的實施例的啟示下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。下面就本發明第一個實施例作出說明，如圖1所示為本發明鋁合金棒材生產方法的基本流程圖主要包括步驟101、對擠壓形成的鋁合金棒材半成品進行冷拉拔。這里的冷拉拔是指在冷態下鋁合金棒材半成品在牽引力作用下通過模孔而被拉出，使之產生塑性變形而截面縮小、長度增加的工藝。需要說明的是此處的冷拉拔采用尾端碾頭的方式，鋁合金棒材半成品的外層金屬組織受到的外力與擠壓時相反。102、對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行熱處理。這里的熱處理包括淬火、人工時效處理等在高溫下下對鋁合金棒材半成品進行的處理。在本發明實施例中，鋁合金棒材半成品在熱處理之前會先經過限量冷拉拔的處理，在冷拉拔時鋁合金棒材半成品的外層金屬組織會受到與擠壓時相反的力，擠壓造成的鋁合金棒材半成品的外層金屬組織的畸變程度就會減小，這樣就可以改善鋁合金棒材半成品的外層金屬組織的不均勻性，減少在隨后的熱處理過程中晶粒長大的誘因，使得鋁合金棒材半成品在熱處理后室溫力學性能更好，并且只形成較淺的粗晶環甚至無粗晶環，從而使其室溫力學性能和粗晶環達標，實現鋁合金棒材的工業化批量生產。為便于更好的理解本發明實施例的技術方案，下面就本發明第二個實施例對本發明作出進一步的說明，如圖2所示為本實施例流程圖，主要包括步驟201、熔煉原材料得到鋁合金溶液。對原材料進行熔煉得到鋁合金溶液，所述原材料按質量百分比包含0.55% 1. 25% 的 Si、0. 6%~ 1. 2% 的 FeU. 8%~ 2. 5% 的 Cu、0. 2% 的 Μη、0· 66% 1. 2% 的 Mg、 0. 6% 1. 4% 的 Ni、0. 2% 的 Ζη、0. 05% 的 Pb、0. 05% 的 Sn 和 0% 0. 2% 的 Ti 與 Zr 的組
口 O由于通過調整化學成分可以控制粗晶環的形成，經本發明的發明人研究實踐發現，按上述比例提供的原材料在進行熔煉時能有效的降低粗晶環的形成。此處原材料配制比例的參數屬于本發明要保護的范圍。202、將熔煉生成的鋁合金溶液鑄造成鋁合金鑄錠。此處的鑄造就是將熔化的鋁合金溶液倒入永久的或可以重復使用的鑄模，凝固之后，這些鋁合金鑄錠可以被進一步加工成多種新的形狀。203、將步驟202中生成的鋁合金鑄錠進行均勻化退火。
均勻化退火是為了減少鋁合金鑄錠化學成分的偏析和組織的不均勻性，將其加熱到高溫，長時間保持，然后進行緩慢冷卻，以達到化學成分和組織均勻化的目的。204、對經過均勻化退火后的鋁合金鑄錠進行擠壓處理得到鋁合金棒材半成品。擠壓是對裝在擠壓筒內的鋁合金鑄錠施加外力，使之從特定的模孔中流出，從而獲得所需斷面形狀和尺寸的一種塑性加工方法。在本實施例中對經過均勻化退火后的鋁合金鑄錠進行擠壓，擠壓時采用高溫低速的方式，即將鑄錠溫度設置為450 470°C，筒溫設置為440 460°C，并且以小于或等于 0. 5mm/s的速度進行擠壓。本發明的發明人在研究實踐中發現采用高溫低速的方式擠壓，可降低鋁合金棒材在擠壓工序階段造成的組織不均勻性。以上在擠壓過程中的各種溫度和速度的參數設置屬于本發明要保護的范圍。205、對擠壓形成的鋁合金棒材半成品進行冷拉拔。對鋁合金棒材半成品進行限量冷拉拔處理，即采用尾端碾頭的方式進行加工率為 10% 15%的冷拉拔。本發明的發明人在研究實踐中發現鋁合金棒材半成品在淬火之前，對鋁合金棒材半成品實施10% 15%的加工率的冷拉拔能夠改善鋁合金棒材半成品外層金屬組織的不均勻性，從而改善鋁合金棒材半成品在淬火后粗晶環情況，并且提高生產出來的鋁合金棒材的室溫力學性能和批次一致性，對鋁合金棒材綜合性能的改善有很好的作用。以上在冷拉拔過程中的各種參數設置屬于本發明要保護的范圍。206、對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行淬火處理。淬火就是將鋁合金棒材半成品加熱到某一適當溫度并保持一段時間，隨即浸入淬冷介質中快速冷卻的一種熱處理工藝。淬火與人工時效處理配合進行能大大提高鋁合金棒材的強度和硬度。對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行淬火處理，即將鋁合金棒材半成品通過鹽浴爐加熱到520 530°C并保持30 40分鐘，隨即浸入淬火介質中快速冷卻。以上在淬火過程中的各種參數設置屬于本發明要保護的范圍。207、對淬火處理后的鋁合金棒材半成品切尾，選取符合標準要求的棒材，以用于進行人工時效處理。對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品切尾Im 1. 5m后選取粗晶環深度< 3mm的棒材為合格，以用于進行人工時效處理。208、對切尾后的鋁合金棒材半成品進行人工時效處理。對切尾后的鋁合金棒材半成品進行人工時效處理，即讓鋁合金棒材半成品處于 170 180°C的環境下7 9小時，以提高成產出來的鋁合金棒材的硬度、強度。以上在人工時效處理過程中的各種參數設置屬于本發明要保護的范圍。在本發明實施例中，鋁合金棒材半成品在熱處理之前會先經過限量冷拉拔的處理，在冷拉拔時鋁合金棒材半成品的外層金屬組織會受到與擠壓時相反的力，擠壓造成的鋁合金棒材半成品的外層金屬組織的畸變程度就會減小，這樣就可以改善鋁合金棒材半成品的外層金屬組織的不均勻性，減少在隨后的熱處理過程中晶粒長大的誘因，使得鋁合金棒材半成品在熱處理后室溫力學性能更好，并且只形成較淺的粗晶環甚至無粗晶環，從而
5使其室溫力學性能和粗晶環達標，實現鋁合金棒材的工業化批量生產。在本實施例中本發明的發明人通過大量的研究和實踐得出在各工序中適合批量生產的參數設置，按照這些參數設定來生產鋁合金棒材，能非常有效的控制的粗晶環的產生和改善鋁合金棒材的力學性能，生產出符合標準要求的產品，并且可達到50%左右的成品率。以上對本發明所提供的一種鋁合金棒材生產方法進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處， 綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種鋁合金棒材生產方法，其特征在于，包括對擠壓形成的鋁合金棒材半成品進行冷拉拔；對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行熱處理。
2.根據權利要求1所述的鋁合金棒材生產方法，其特征在于，所述對擠壓形成的鋁合金棒材半成品進行冷拉拔之前的步驟還包括熔煉原材料得到鋁合金溶液；將所述鋁合金溶液鑄造成鋁合金鑄錠；將所述鋁合金鑄錠進行均勻化退火；對經過均勻化退火后的鋁合金鑄錠進行擠壓處理得到鋁合金棒材半成品。
3.根據權利要求1或2所述的鋁合金棒材生產方法，其特征在于，所述對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行熱處理包括對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行淬火處理；對淬火后的鋁合金棒材半成品進行人工時效處理。
4.根據權利要求2所述的鋁合金棒材生產方法，其特征在于，所述熔煉原材料得到鋁合金溶液具體包括對原材料進行熔煉得到鋁合金溶液，所述原材料按質量百分比包含0. 55% 1. 25% 的 Si、0. 6%~ 1. 2% 的 Fe、l. 8%~ 2. 5% 的 Cu、0. 2% 的 Μη、0· 66% 1. 2% 的 Mg、0. 6%~ 1. 4%的 Ni、0. 2%的 Ζη、0. 05%的 Pb、0. 05%的 Sn 和 0% 0. 2%的 Ti 與 rLx 的組合。
5.根據權利要求2所述的鋁合金棒材生產方法，其特征在于，所述對經過均勻化退火后的鋁合金鑄錠進行擠壓處理得到鋁合金棒材半成品包括對經過均勻化退火后的鋁合金鑄錠進行擠壓，擠壓時采用高溫低速的方式，鑄錠溫度范圍設置為450 470°C，擠壓筒溫范圍設置為440 460°C，擠壓速度設置為小于或等于 0. 5mm/s。
6.根據權利要求1或2所述的鋁合金棒材生產方法，其特征在于，所述對擠壓形成的鋁合金棒材半成品進行冷拉拔包括對鋁合金棒材半成品進行限量冷拉拔處理，所述冷拉拔采用尾端碾頭的方式，加工率范圍設置為10% 15%。
7.根據權利要求3所述的鋁合金棒材生產方法，其特征在于，所述對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行淬火處理包括對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行淬火處理，所述淬火為鹽浴爐淬火，淬火溫度范圍設置為520 530°C，淬火保溫時間為30 40分鐘。
8.根據權利要求3所述的鋁合金棒材生產方法，其特征在于，所述對冷拉拔處理后的鋁合金棒材半成品進行淬火處理之后的步驟還包括對淬火后的鋁合金棒材半成品切尾Im 1. 5m后選取符合標準要求的棒材，以用于進行人工時效處理。
9.根據權利要求3所述的鋁合金棒材生產方法，其特征在于，所述對淬火后的鋁合金棒材半成品進行人工時效處理包括對切尾后的鋁合金棒材半成品進行人工時效處理，處理溫度范圍設置為170 180°C， 處理時長范圍為7 9小時。
全文摘要
本發明實施例公開了一種航空用鋁合金棒材生產方法。在本發明實施例中，鋁合金棒材半成品在熱處理之前會先經過限量冷拉拔的處理，在冷拉拔時鋁合金棒材半成品的外層金屬組織會受到與擠壓時相反的力，擠壓造成的鋁合金棒材半成品的外層金屬組織的畸變程度就會減小，這樣就可以改善鋁合金棒材半成品的外層金屬組織的不均勻性，減少在隨后的熱處理過程中晶粒長大的誘因，使得鋁合金棒材半成品在熱處理后室溫力學性能更好，并且只形成較淺的粗晶環甚至無粗晶環，從而使其室溫力學性能和粗晶環達標，實現鋁合金棒材的工業化批量生產。
文檔編號C22F1/04GK102268621SQ20111026779
公開日2011年12月7日 申請日期2011年9月9日 優先權日2011年9月9日
發明者冉林果 申請人:西南鋁業(集團)有限責任公司