一種高硅鋁合金板材的制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高硅鋁合金板材的制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]過共晶鋁硅合金具有較良好的鑄造性能，低的膨脹系數(shù)，較高的耐腐蝕性及良好的耐磨性，這些優(yōu)良性能使硅鋁合金成為應(yīng)用最廣泛的鑄造鋁合金。隨著過共晶硅鋁合金的研究深入，硅鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓寬，航空航天、軌道交通、電子封裝等高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對鋁硅合金材料的性能提出了新的要求。但由于過共晶硅鋁合金自身的部分缺陷，使得部分性能有所減弱，例如鑄造態(tài)時(shí)塑性差，強(qiáng)度低，機(jī)械加工性能差，這些性能缺陷限制了過共晶鋁硅合金的發(fā)展。由于鑄造態(tài)的過共晶硅鋁合金中初晶硅比較粗大，而且共晶組織呈針狀，組織結(jié)構(gòu)非常不理想，影響了過共晶鋁硅合金的物理性能和化學(xué)性能。為了改善過共晶鋁硅合金的性能，一般采用熱加工、冷加工與熱處理的方法來改善過共晶鋁硅合金的性能。將鑄態(tài)合金進(jìn)行熱擠壓后，加工硬化與再結(jié)晶軟化得以相互抵消，塑性提高，但其力學(xué)性能變化不大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高硅鋁合金板材的制造工藝，該制造工藝流程短，效率尚，制得的廣品尺寸精確，綜合性能較好。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種高硅鋁合金板材的制造工藝，包括以下步驟:
(1)將含有如下成分的硅鋁合金鑄錠擠壓成5~6mm厚的初始板材:硅14~16，鎂
0.4-0.45 界1:%，鋅< 0.1 界1:%，鐵< 0.1 界1:%，磷< 0.1 wt%，余量為招；
(2)將初始板材置于加熱爐中，升溫至470~50(TC，保溫1~1.5h后進(jìn)行兩次熱乳，每次壓下量為1_ ;待板材溫度降至常溫后進(jìn)行冷乳，壓下量也為1_ ;
(3)將冷乳后的板材置于520~550°C的保溫爐中固溶6~7h，水中淬火；
(4)將固溶后的板材置于120~180°C的保溫爐中時(shí)效2~12h。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過將擠壓后的硅鋁合金板材在熱處理前加乳制工藝的方式，有效改善了板材的綜合力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度可達(dá)280~315Mpa，延伸率可達(dá)13~20% ;同時(shí)，工藝過程簡單，生產(chǎn)效率高。
[0006]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但這些實(shí)施例并不是對本發(fā)明的限制。
[0007]實(shí)施例1
一種高硅鋁合金板材的制造工藝，包括以下步驟:
(O將含有如下成分的硅鋁合金鑄錠擠壓成5mm厚的初始板材:硅14 ，鎂0.45wt %，鋅 0.08wt %，鐵 0.08wt %，磷 0.08 wt%,余量為招；
(2)將初始板材置于加熱爐中，升溫至470°C，保溫1.5h后進(jìn)行兩次熱乳，第一次熱乳的壓下量為1mm，加工率為20%，第二次熱乳的壓下量為1mm，加工率為25% ;待板材溫度降至常溫后進(jìn)行冷乳，壓下量也為1mm，加工率為33.3% ;其中，熱乳后的抗拉強(qiáng)度為253.72MPa，屈服強(qiáng)度為219.67MPa，延伸率為12.00%，冷乳后的抗拉強(qiáng)度為261.55MPa，屈服強(qiáng)度為231.14MPa，延伸率為4.91% ；
(3)將冷乳后的板材置于520°C的保溫爐中固溶6h，水中淬火，板材的抗拉強(qiáng)度為285.36Mpa，延伸率為 19.56% ；
(4)將固溶后的板材置于120°C的保溫爐中時(shí)效6h，板材的抗拉強(qiáng)度為294.22Mpa，延伸率為15.66%。
[0008]實(shí)施例2
一種高硅鋁合金板材的制造工藝，包括以下步驟:
(O將含有如下成分的硅鋁合金鑄錠擠壓成5mm厚的初始板材:硅15 ，鎂0.4wt %，鋅 0.08wt %，鐵 0.08wt %，磷 0.08wt %，余量為招；
(2)將初始板材置于加熱爐中，升溫至480°C，保溫1.5h后進(jìn)行兩次熱乳，第一次熱乳的壓下量為1mm，加工率為20%，第二次熱乳的壓下量為1mm，加工率為25% ;待板材溫度降至常溫后進(jìn)行冷乳，壓下量也為1mm，加工率為33.3% ;其中，熱乳后的抗拉強(qiáng)度為248.69MPa，屈服強(qiáng)度為201.25MPa，延伸率為12.85%，冷乳后的抗拉強(qiáng)度為260.89MPa，屈服強(qiáng)度為232.04MPa，延伸率為5.33% ；
(3)將冷乳后的板材置于520°C的保溫爐中固溶7h，水中淬火，板材的抗拉強(qiáng)度為293.56Mpa，延伸率為 18.25% ；
(4)將固溶后的板材置于150°C的保溫爐中時(shí)效8h，板材的抗拉強(qiáng)度為305.89Mpa，延伸率為14.02%o
[0009]實(shí)施例3
一種高硅鋁合金板材的制造工藝，包括以下步驟:
(O將含有如下成分的硅鋁合金鑄錠擠壓成5mm厚的初始板材:硅15 ，鎂0.45wt %，鋅 0.08wt %，鐵 0.08 wt %，磷 0.08wt %，余量為招；
(2)將初始板材置于加熱爐中，升溫至50(TC，保溫Ih后進(jìn)行兩次熱乳，第一次熱乳的壓下量為1mm，加工率為20%，第二次熱乳的壓下量為1mm，加工率為25% ;待板材溫度降至常溫后進(jìn)行冷乳，壓下量也為1mm，加工率為33.3% ;其中，熱乳后的抗拉強(qiáng)度為234.llMPa，屈服強(qiáng)度為185.05MPa，延伸率為14.52%，冷乳后的抗拉強(qiáng)度為255.07MPa，屈服強(qiáng)度為220.32MPa，延伸率為6.77% ；
(3)將冷乳后的板材置于550°C的保溫爐中固溶6h，水中淬火，板材的抗拉強(qiáng)度為297.58Mpa，延伸率為 18.00% ；
(4)將固溶后的板材置于180°C的保溫爐中時(shí)效12h，板材的抗拉強(qiáng)度為311.08Mpa，延伸率為13.89%。
[0010]本發(fā)明的工藝在進(jìn)行熱乳與冷乳后，由于合金內(nèi)部引入了大量的位錯(cuò)，位錯(cuò)密度的增加，導(dǎo)致了位錯(cuò)纏結(jié)，位錯(cuò)纏結(jié)使位錯(cuò)難以繼續(xù)移動(dòng)，同是位錯(cuò)周圍的變形程度大，導(dǎo)致晶格畸變，位錯(cuò)密度的增加導(dǎo)致了合金的強(qiáng)度提升，位錯(cuò)線移動(dòng)困難，塑性降低；同時(shí)，在熱乳時(shí)發(fā)生了再結(jié)晶，晶粒大小變小，晶粒數(shù)量增多，晶粒變小根據(jù)霍爾佩奇公式可以知道，晶粒變小，其強(qiáng)度增加，晶粒數(shù)量增加，代表晶界增多，在低溫與室溫時(shí)，由于晶界強(qiáng)度比晶粒強(qiáng)，所以滑移主要集中在晶粒內(nèi)部，如果滑移要穿過晶粒，就要激發(fā)出相鄰晶粒的為位錯(cuò)源，這實(shí)際上是限制了滑移；并且，不同晶粒之間的取向差異使得晶粒之間的滑移變得困難，在固溶時(shí)，由于第二相粒子溶于基體內(nèi)，造成了基體的晶格畸變，使位錯(cuò)線能以滑動(dòng)，增加強(qiáng)度，但在固溶溫度時(shí)，由于溫度較高，合金在固溶狀態(tài)時(shí)也發(fā)生了部分退火，合金內(nèi)部有再結(jié)晶和晶粒長大，消除了因?yàn)槔浼庸だ淙閹淼募庸び不?，位錯(cuò)密度有所減少，塑性有所提升；在固溶之后，位錯(cuò)密度減少，而在時(shí)效之后，析出了第二相，第二相阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，對位錯(cuò)施以釘扎的作用，所以強(qiáng)度提高。
[0011]本發(fā)明的工藝使得高硅鋁合金的強(qiáng)度、韌性和塑性均有較大的提高，在一些場合可以取代6系鋁合金或其他合金產(chǎn)品，達(dá)到減重，降低成本的效果；適用于大規(guī)模的商業(yè)生產(chǎn)，其生產(chǎn)設(shè)備簡單，工藝流程短，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品尺寸精確，可以用于生產(chǎn)較大的板材，有利實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)硅鋁合金型材的批量生產(chǎn)和應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高硅鋁合金板材的制造工藝，其特征在于，包括以下步驟:(1)將含有如下成分的硅鋁合金鑄錠擠壓成5~6mm厚的初始板材:硅14~16，鎂.0.4-0.45 界1:%，鋅< 0.1 界1:%，鐵< 0.1 界1:%，磷< 0.1 wt%，余量為招； (2)將初始板材置于加熱爐中，升溫至470~50(TC，保溫1~1.5h后進(jìn)行兩次熱乳，每次壓下量為1_ ;待板材溫度降至常溫后進(jìn)行冷乳，壓下量也為1_ ; (3)將冷乳后的板材置于520~550°C的保溫爐中固溶6~7h，水中淬火； (4)將固溶后的板材置于120~180°C的保溫爐中時(shí)效2~12h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高硅鋁合金板材的制造工藝，該工藝通過將擠壓后的硅鋁合金板材在熱處理前加軋制工藝的方式，有效改善了板材的綜合力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度可達(dá)280~315Mpa，延伸率可達(dá)13~20％；同時(shí)，工藝過程簡單，生產(chǎn)效率高。
【IPC分類】C22F1/043, C22C21/02
【公開號】CN105112744
【申請?zhí)枴緾N201510643399
【發(fā)明人】唐繼勇, 劉磊, 周海濤, 陸永
【申請人】江蘇佳鋁實(shí)業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年10月8日