一种超高强度、淬火敏感性低、可焊接的铝合金的生产工艺

摘要

本发明所述一种超高强度、淬火敏感性低、可焊接的铝合金及生产工艺和型材加工方法，其各种元素重量百分数为：Ce：0.15-0.22%，Mg：0.9-1.4%，Zn：2.5-3.0%，Cu：0.35-0.8%，Si：0.8-1.2%，Mn：0.15-0.30%，Zr：0.13-0.20%，Ti：0.08-0.12%，其中Ti+Zr≥0.25%，Fe≤0.5%，其余为Al，通过引入Ce稀土元素作用，使合金从铸造结晶组织优化，且与Cu生成CeCu的化合物使合金结晶过程过冷细化，以及晶界的强化作用，阻止了Cu在固溶体中使铝的焊接裂纹敏感性增大。由于含有Si、Cu元素及多种强化相优化组合，使合金达到400MPa以上的抗拉强度，由于采用低Cu、Mn含量，且不含Cr，使合金淬火敏感性低，从而保证挤压淬火后型材尺寸公差变形小。

主权项

一种超高强度、淬火敏感性低、可焊接的铝合金的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)准备原料：按照各种元素的重量百分数为：Ce：0.15‑0.22％，Mg：0.9‑1.4％，Zn：2.5‑3.0％，Cu：0.35‑0.8％，Si：0.8‑1.2％，Mn：0.15‑0.30％，Zr：0.13‑0.20％，Ti：0.08‑0.12％，其中Ti+Zr≥0.25％，Fe≤0.5％，其余为Al，分别称取铝硅中间合金、工业一级铝锭、工业一级铜锭、工业一级镁锭、工业一级锌锭、铝锆中间合金、铝钛中间合金、铝锰中间合金、铝铈中间合金和铝钛硼丝作为原料；(2)熔炼：将称好的铝锭、铜锭、锌锭、铝锆中间合金、铝钛中间合金、铝硅中间合金、铝锰中间合金和铝铈中间合金一起投入熔炼炉内，当炉内完全熔化后，加入锌锭、镁锭，当锌锭和镁锭熔化后，然后以压力瓶中的氮气为动力向炉内喷入精炼剂，经第一次精炼除渣后，取样进行成分分析，调整达到要求后，静置且调整炉内液体温度；(3)铸造：将步骤(2)中得到的熔炼液通过流糟放入铸造盘中，将铝钛硼丝熔入熔炼液中，在铝合金液中形成TiAl₃和TiB₂初晶组织的异质结晶种进行炉外晶粒细化，铸造成晶粒细化的铝合金铸棒；在步骤(2)中，喷入精炼剂的量为0.2kg/吨铝；在步骤(3)中，铝钛硼丝为Ti₅B₁，且用量为15kg/吨铝；在步骤(3)中，铸造设备为立式圆铸棒铸造机，铸造温度为720℃，铸棒直径为250毫米，铸造速度为100毫米每分钟，冷却水温<60℃；对所得到的铝合金铸棒进行均质退火，温度540℃，保温5小时，强制风冷，挤压工艺：将该铝合金加热到490‑520℃，模具温度为450℃，挤压机盛锭筒温度为410℃，挤压速度为20米/分，以水雾喷淋加强制风冷淬火。