一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金制造方法转让专利

申请号 : CN202110892007.9

文献号 : CN113667868B

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发明人 : 冯永平戴应鑫黄祯荣池海涛张建雷

申请人 : 福建祥鑫新材料科技有限公司

摘要 :

本发明公开了一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金制造方法,涉及铝合金型材制造领域,该种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的原料质量百分比含量:Si≤0.10%,Fe≤0.2%,Cu:0.15‑0.3%,Mn:0.3‑0.4%,Mg:1.7‑2.3%,Cr:0.05‑0.15%,Zn:6.6‑7.2%,Ti≤0.1%,Zr:0.1‑0.25%,其它元素单个≤0.05%、总和≤0.15%,剩下为Al;本发明7系合金可进行在线淬火,降低了产品生产周期,同时抗拉强度能达到500MPa以上,同时,7系合金应力腐蚀敏感性低,具有优良的耐应力腐蚀性能;此外,7系合金可以运用在汽车防撞梁等需要高强度的结构件中,同时,本发明坩埚安装在炉体后加热时电学原件与坩埚分离,避免温度过高时造成电学原件损坏。

权利要求 :

1.一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造装置,其特征在于:包括熔炼炉(1)、静置炉(2)、铸造下料管(3)、铸造机(4)、传送辊(5)、均质箱(6)、偏析层去除箱(7)、挤出成型机(8)和型材时效处理机(9),所述熔炼炉(1)用于合金熔炼,所述静置炉(2)用于合金熔体静置的,所述静置炉(2)的底部连接有铸造下料管(3),所述铸造下料管(3)连接有用于铸造的铸造机(4),所述铸造机(4)连接有用于物料传输的传送辊(5),所述传送辊(5)将铸造机(4)铸造的铸造件送至均质箱(6)内进行均质处理,所述传送辊(5)将均质箱(6)均质的铸锭送至偏析层去除箱(7)内进行去除铸锭外围偏析层,所述传送辊(5)将偏析层去除箱(7)去除铸锭外围偏析层的铸锭送至挤出成型机(8)内进行型材挤压,挤压成型的空腔结构型材进入所述型材时效处理机(9)内进行型材时效处理;

所述熔炼炉(1)包括炉体(101),所述炉体(101)的内底部固定连接有第二螺纹加热器(119),所述炉体(101)的侧壁固定连接有第一螺纹加热器(118),所述第二螺纹加热器(119)和第一螺纹加热器(118)均用于电磁加热的;

所述熔炼炉(1)的内顶部连接有定位结构,所述定位结构连接有坩埚(103),所述坩埚(103)连接有用于坩埚(103)高度调节的高度调节结构,所述高度调节结构包括连接块(104)、凸环(105)、驱动电机(106)、第一多边形插孔(108)、第二齿板(110)、转动轴(111)、第二齿圈(112)、第二限位滑槽(114)、n形板(115)、凸形块(117)、n形连接板(122)、转轴(126)、第二限位直槽(132)、气缸(133)、直板(134)、多边形插杆(135)、第二多边形插孔(136)和L形块(137),所述连接块(104)对称固定安装在坩埚(103)的顶部两侧,所述连接块(104)在水平方向开设有第一多边形插孔(108),所述n形板(115)的侧壁固定连接有驱动电机(106),所述驱动电机(106)的输出轴固定连接有转动轴(111),所述转动轴(111)对称固定连接有第二齿圈(112),所述第二齿圈(112)与第二齿板(110)啮合连接,所述第二齿板(110)的侧壁开设有第二限位滑槽(114),所述n形板(115)的顶部对称开设有第二限位直槽(132),所述第二齿板(110)的侧壁与第二限位滑槽(114)的侧壁与第二限位直槽(132)贴合滑动连接,所述第二齿板(110)的底部固定连接有L形块(137),所述L形块(137)的中下端开设有第二多边形插孔(136),且第二多边形插孔(136)与第一多边形插孔(108)的尺寸相同,所述L形块(137)的中上端固定连接有气缸(133),且气缸(133)的输出端朝外设置,所述气缸(133)的输出端固定连接有直板(134),所述直板(134)的顶部固定连接有与第一多边形插孔(108)和第二多边形插孔(136)配合使用的多边形插杆(135),所述n形板(115)的顶部固定连接有凸形块(117),所述凸形块(117)的顶部两端转动连接有转轴(126),所述转轴(126)的外端与n形连接板(122)的内壁底部固定连接,所述n形连接板(122)的顶部固定连接有凸环(105);

所述n形连接板(122)连接有用于防止坩埚(103)防晃的防晃结构,所述防晃结构包括制动板(123)、滑动杆(124)、滑动铁块(125)、电磁铁(127)、三角连接板、弹簧(129)、套筒(130)和直槽(131),所述凸形块(117)的顶部开设有直槽(131),所述直槽(131)内底部固定连接有套筒(130),所述套筒(130)的内底部固定连接有弹簧(129)和电磁铁(127),所述弹簧(129)的顶部固定连接有滑动铁块(125),且滑动铁块(125)与套筒(130)的内壁贴合接触,所述滑动铁块(125)的顶部固定连接有滑动杆(124),所述滑动杆(124)的顶部固定连接有制动板(123),且制动板(123)的顶部与n形连接板(122)的底部贴合接触;

所述转动轴(111)连接有用于坩埚(103)封堵的封堵结构,所述封堵结构包括盖板

(107)、第一齿板(109)、第一齿圈(113)、第一限位滑槽(116)和第一限位直槽(138),所述n形板(115)的顶部开设有第一限位直槽(138),所述第一齿板(109)的侧壁开设有第一限位滑槽(116),所述第一齿板(109)的侧壁和第一限位滑槽(116)的内壁与第一限位直槽(138)限位贴合滑动连接,所述第一齿板(109)啮合连接有第一齿圈(113),所述第一齿板(109)和第二齿板(110)分别设置在第一齿圈(113)的两侧,且第一齿圈(113)固定安装在转动轴(111)的中端处啮合连接,所述第一齿圈(113)的底部固定连接有盖板(107),所述盖板(107)移动至坩埚(103)的内顶部时多边形插杆(135)移动至最上端;

所述盖板(107)的顶部连接有用于密封上料的密封上料结构,所述密封上料结构包括进料管(102)、插槽(120)、斜套(139)和斜挡板(140),所述盖板(107)的顶部进料口处固定连接有斜套(139),所述斜套(139)的底部斜面均匀固定连接有插槽(120),所述斜套(139)的内顶部斜面均匀贴合转动连接有斜挡板(140),所述斜挡板(140)转动下端时斜挡板(140)与插槽(120)贴合接触,所述斜套(139)的顶部固定连接有进料管(102);所述可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金,该种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的原料质量百分比含量:Si≤0.10%,Fe≤0.2%,Cu:0.15‑0.3%,Mn:0.3‑0.4%,Mg:1.7‑2.3%,Cr:0.05‑0.15%,Zn:

6.6‑7.2%,Ti≤0.1%,Zr:0.1‑0.25%,其它元素单个≤0.05%、总和≤0.15%,剩下为Al;

所述的可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造方法,具体步骤如下:

1)熔炼处理:按照质量分数配比,熔炼铝合金:将铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝锆中间合金、锌锭等依次加入熔炼炉中进行熔炼,待配料完全融化后,撒入清渣剂进行除渣,并进行2次以上电磁搅拌,当熔体温度达到730‑740℃时,向熔体中加入镁锭,并进行搅拌;将熔体温度控制在720‑780℃;

2)导炉、精炼:将经步骤1)得到的熔体经导炉槽将熔体导入静置炉,使用氩气将2号精炼剂通入熔体进行精炼,其后进行扒渣;

3)升温、静置:将经步骤2)得到的熔体温度控制在755‑775℃,并静置30min;

4)铸造:将经步骤3)得到的熔体进行铸造,铸造时在线添加适量的Al‑Ti‑B丝,铸造速度控制在70‑100mm/min,冷却水流量控制在50‑90L/min;

5)铸锭均质:将经步骤4)得到的铸锭进行均质处理,均质温度450‑460℃,保温16h,然后出炉空冷;

6)铸锭去除偏析层:将经步骤5)得到的铸锭车皮2‑4mm,去除铸锭外围偏析层;

7)型材挤压:将经步骤6)得到的铸锭进行加热480‑495℃,模具选用″日″字空腔结构型材,型材速度2‑4m/min,进行在线强风冷却挤压生产;

8)型材时效:将经过步骤7)得到的型材进行时效处理,加热温度为100℃,保温5h,然后升温至138℃,保温12h,再出炉风冷。

2.根据权利要求1所述的一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造装置,其特征在于:所述静置炉(2)两端顶部分别固定连接有用于氩气循环的进气管(201)和出气管(202)。

3.根据权利要求2所述的一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造装置,其特征在于:所述定位结构包括插槽(120)和插块(121),所述插槽(120)沿着圆周方向均匀开设在炉体(101)的内顶部,所述插槽(120)内插接有插块(121)。

4.根据权利要求3所述的一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造装置,其特征在于:所述插块(121)沿着圆周方向均匀固定安装在坩埚(103)的底部。

5.根据权利要求4所述的一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造装置,其特征在于:所述n形板(115)通过固定连接的轴承与转动轴(111)转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造装置,其特征在于:所述多边形插杆(135)移动至最下端时盖板(107)移动至最上端。

7.根据权利要求6所述的一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造装置,其特征在于:所述弹簧(129)套在电磁铁(127)的外侧处。

8.根据权利要求7所述的一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造装置,其特征在于:所述坩埚(103)移动至电磁铁(127)断电处理弹簧(129)推动滑动铁块(125)向上移动,滑动铁块(125)通过滑动杆(124)推动制动板(123)向上移动与n形连接板(122)的内顶部贴合接触避免凸形块(117)跟随n形连接板(122)转动。

说明书 :

一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铝合金型材制造领域,具体为一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金制造方法。

背景技术

[0002] 随着汽车轻量化的发展,铝合金代替钢的运用也越来越频繁,但6系铝合金的强度较低,部分需要高强度的结构还无法使用6系铝合金代替,而常用7系铝合金虽然有极高的强度,但其生产工序中需要对产品进行离线淬火,增加生产周期,生产成本也随之增加,而且产品因为进行离线淬火导致变形严重,降低了产品成品率。
[0003] 部分7系铝合金,如7003、7005等虽然可以进行在线淬火,但其强度不到400MPa,无法满足需求,同时,熔炼炉中的坩埚在加热时电学原件无法与坩埚分离,温度过高时容易造成电学原件损坏。
[0004] 本发明提供一种可进行在线淬火的同时,强度达到500MPa的耐腐蚀的7系铝合金。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金制造方法,以解决上述背景技术中提出问题。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金,该种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的原料质量百分比含量:Si≤0.10%,Fe≤0.2%,Cu:0.15‑0.3%,Mn:0.3‑0.4%,Mg:1.7‑2.3%,Cr:0.05‑0.15%,Zn:6.6‑7.2%,Ti≤0.1%,Zr:0.1‑
0.25%,其它元素单个≤0.05%、总和≤0.15%,剩下为Al。
[0007] 一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造方法,具体步骤如下:
[0008] 1)熔炼处理:按照质量分数配比,熔炼铝合金:将铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝锆中间合金、锌锭等依次加入熔炼炉中进行熔炼,待配料完全融化后,撒入清渣剂进行除渣,并进行2次以上电磁搅拌,当熔体温度达到730‑740℃时,向熔体中加入镁锭,并进行搅拌;将熔体温度控制在720‑780℃;
[0009] 2)导炉、精炼:将经步骤1)得到的熔体经导炉槽将熔体导入静置炉,使用氩气将2号精炼剂通入熔体进行精炼,其后进行扒渣;
[0010] 3)升温、静置:将经步骤2)得到的熔体温度控制在755‑775℃,并静置30min;
[0011] 4)铸造:将经步骤3)得到的熔体进行铸造,铸造时在线添加适量的Al‑Ti‑B丝,铸造速度控制在70‑100mm/min,冷却水流量控制在50‑90L/min;
[0012] 5)铸锭均质:将经步骤4)得到的铸锭进行均质处理,均质温度450‑460℃,保温16h,然后出炉空冷;
[0013] 6)铸锭去除偏析层:将经步骤5)得到的铸锭车皮2‑4mm,去除铸锭外围偏析层;
[0014] 7)型材挤压:将经步骤6)得到的铸锭进行加热480‑495℃,模具选用“日”字空腔结构型材,型材速度2‑4m/min,进行在线强风冷却挤压生产;
[0015] 8)型材时效:将经过步骤7)得到的型材进行时效处理,加热温度为100℃,保温5h,然后升温至138℃,保温12h,再出炉风冷。
[0016] 一种可在线淬火的耐腐蚀系铝合金的制造装置,包括熔炼炉、静置炉、铸造下料管、铸造机、传送辊、均质箱、偏析层去除箱、挤出成型机和型材时效处理机,所述熔炼炉用于合金熔炼,所述静置炉用于合金熔体静置的,所述静置炉的底部连接有铸造下料管,所述铸造下料管连接有用于铸造的铸造机,所述铸造机连接有用于物料传输的传送辊,所述传送辊将铸造机铸造的铸造件送至均质箱内进行均质处理,所述传送辊将均质箱均质的铸锭送至偏析层去除箱内进行去除铸锭外围偏析层,所述传送辊将偏析层去除箱去除铸锭外围偏析层的铸锭送至挤出成型机内进行型材挤压,挤压成型的空腔结构型材进入所述型材时效处理机内进行型材时效处理;
[0017] 所述熔炼炉包括炉体,所述炉体的内底部固定连接有第二螺纹加热器,所述炉体的侧壁固定连接有第一螺纹加热器,所述第二螺纹加热器和第一螺纹加热器均用于电磁加热的;
[0018] 所述熔炼炉的内顶部连接有定位结构,所述定位结构连接有坩埚,所述坩埚连接有用于坩埚高度调节的高度调节结构,所述高度调节结构包括连接块、凸环、驱动电机、第一多边形插孔、第二齿板、转动轴、第二齿圈、第二限位滑槽、n形板、凸形块、n形连接板、转轴、第二限位直槽、气缸、直板、多边形插杆、第二多边形插孔和L形块,所述连接块对称固定安装在坩埚的顶部两侧,所述连接块在水平方向开设有第一多边形插孔,所述n形板的侧壁固定连接有驱动电机,所述驱动电机的输出轴固定连接有转动轴,所述转动轴对称固定连接有第二齿圈,所述第二齿圈与第二齿板啮合连接,所述第二齿板的侧壁开设有第二限位滑槽,所述n形板的顶部对称开设有第二限位直槽,所述第二齿板的侧壁与第二限位滑槽的侧壁与第二限位直槽贴合滑动连接,所述第二齿板的底部固定连接有L形块,所述L形块的中下端开设有第二多边形插孔,且第二多边形插孔与第一多边形插孔的尺寸相同,所述L形块的中上端固定连接有气缸,且气缸的输出端朝外设置,所述气缸的输出端固定连接有直板,所述直板的顶部固定连接有与第一多边形插孔和第二多边形插孔配合使用的多边形插杆,所述n形板的顶部固定连接有凸形块,所述凸形块的顶部两端转动连接有转轴,所述转轴的外端与n形连接板的内壁底部固定连接,所述n形连接板的顶部固定连接有凸环;
[0019] 所述n形连接板连接有用于防止坩埚防晃的防晃结构,所述防晃结构包括制动板、滑动杆、滑动铁块、电磁铁、三角连接板、弹簧、套筒和直槽,所述凸形块的顶部开设有直槽,所述直槽内底部固定连接有套筒,所述套筒的内底部固定连接有弹簧和电磁铁,所述弹簧的顶部固定连接有滑动铁块,且滑动铁块与套筒的内壁贴合接触,所述滑动铁块的顶部固定连接有滑动杆,所述滑动杆的顶部固定连接有制动板,且制动板的顶部与n形连接板的底部贴合接触;
[0020] 所述转动轴连接有用于坩埚封堵的封堵结构,所述封堵结构包括盖板、第一齿板、第一齿圈、第一限位滑槽和第一限位直槽,所述n形板的顶部开设有第一限位直槽,所述第一齿板的侧壁开设有第一限位滑槽,所述第一齿板的侧壁和第一限位滑槽的内壁与第一限位直槽限位贴合滑动连接,所述第一齿板啮合连接有第一齿圈,所述第一齿板和第二齿板分别设置在第一齿圈的两侧,且第一齿圈固定安装在转动轴的中端处啮合连接,所述第一齿圈的底部固定连接有盖板,所述盖板移动至坩埚的内顶部时多边形插杆移动至最上端;
[0021] 所述盖板的顶部连接有用于密封上料的密封上料结构,所述密封上料结构包括进料管、插槽、斜套和斜挡板,所述盖板的顶部进料口处固定连接有斜套,所述斜套的底部斜面均匀固定连接有插槽,所述斜套的内顶部斜面均匀贴合转动连接有斜挡板,所述斜挡板转动下端时斜挡板与插槽贴合接触,所述斜套的顶部固定连接有进料管。
[0022] 更进一步的,所述静置炉两端顶部分别固定连接有用于氩气循环的进气管和出气管。
[0023] 更进一步的,所述定位结构包括插槽和插块,所述插槽沿着圆周方向均匀开视在炉体的内顶部,所述插槽内插接有插块。
[0024] 更进一步的,所述插块沿着圆周方向均匀固定安装在坩埚的底部。
[0025] 更进一步的,所述n形板通过固定连接的轴承与转动轴转动连接。
[0026] 更进一步的,所述多边形插杆移动至最下端时盖板移动至最上端。
[0027] 更进一步的,所述弹簧套在电磁铁的外侧处。
[0028] 更进一步的,所述坩埚移动至电磁铁断电处理弹簧推动滑动铁块向上移动,滑动铁块通过滑动杆推动制动板向上移动与n形连接板的内顶部贴合接触避免凸形块跟随n形连接板转动。
[0029] 本发明的有益效果是:
[0030] 本发明将高度调节结构的气缸带动直板移动,直板带动多边形插杆在第二多边形插孔内移动,第二多边形插孔插在连接块的第一多边形插孔内,吊装结构通过凸环带动坩埚移动至炉体正上方,驱动电机带动转动轴转动,转动轴带动第二齿圈转动,第二齿圈驱动第二齿板向下移动,第二齿板带动多边形插杆向下移动,多边形插杆通过第一多边形插孔向下坩埚向下移动,坩埚带动炉体至内,方便坩埚固定安装在炉体内,然后气缸带动直板移动,直板带动多边形插杆移动至第二多边形插孔内,第二多边形插孔与第一多边形插孔分离,然后驱动电机带动转动轴转动,转动轴带动第二齿圈转动,第二齿圈带动第二齿板向上移动,第二齿板带动多边形插杆向上移动,坩埚安装在炉体后加热时电学原件与坩埚分离,避免温度过高时造成电学原件损坏;
[0031] 本发明多边形插杆向上移动时转动轴驱动封堵结构的第一齿圈转动,第一齿圈驱动第一齿板向下移动,第一齿板带动盖板移动至坩埚的内上方,盖板将坩埚顶部处堵住,避免坩埚内热气向外溢出,利于坩埚进行快速加热处理;
[0032] 本发明上料时原料推动密封上料结构的斜挡板转动,原料通过插槽和斜挡板之间缝隙加入到坩埚内,加热结束后斜挡板与插槽贴合接触将斜套堵住,避免热气从进料管排出;
[0033] 本发明坩埚移动时防晃结构的电磁铁断电处理,弹簧的恢复力推动滑动铁块移动,滑动铁块推动滑动杆移动,滑动杆带动制动板与n形连接板贴合接触,将n形连接板固定限位在凸形块上,坩埚移动时不会出现晃动,保证了坩埚的稳定性,坩埚需要翻动时对电磁铁进行通电,电磁铁通电产生磁性将滑动铁块向下吸动,滑动铁块带动制动板与n形连接板分离,方便凸形块沿着n形连接板转动,方便固定的坩埚转动至卸料角度。
[0034] 本发明7系合金可进行在线淬火,降低了产品生产周期,同时抗拉强度能达到500MPa以上,同时,7系合金应力腐蚀敏感性低,具有优良的耐应力腐蚀性能;此外,7系合金可以运用在汽车防撞梁等需要高强度的结构件中。

附图说明

[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036] 图1为本发明的制造方法流程图;
[0037] 图2为本发明的结构示意图;
[0038] 图3为本发明的熔炼炉结构示意图;
[0039] 图4为本发明的熔炼炉结构俯视图;
[0040] 图5为本发明的熔炼炉结构左俯视图;
[0041] 图6为本发明的熔炼炉结构剖视图;
[0042] 图7为本发明的熔炼炉及其连接结构剖视图;
[0043] 图8为本发明的n形连接板及其连接结结构剖视图;
[0044] 图9为本发明的图3的A处结构放大示意图;
[0045] 图10为本发明的图5的B处结构放大示意图;
[0046] 图11为本发明的图7的C处结构放大示意图;
[0047] 图12为本发明的进料管及其连接结构示意图;
[0048] 附图中,各标号所代表的部件列表如下:
[0049] 1.熔炼炉 101.炉体 102.进料管 103.坩埚 104.连接块 105.凸环 106.驱动电机 107.盖板 108.第一多边形插孔 109.第一齿板 110.第二齿板 111.转动轴 112.第二齿圈 113.第一齿圈 114.第二限位滑槽 115.n形板 116.第一限位滑槽 117.凸形块 118.第一螺纹加热器 119.第二螺纹加热器 120.插槽 121.插块 122.n形连接板 123.制动板 124.滑动杆 125.滑动铁块 126.转轴 127.电磁铁 128.三角连接板 129.弹簧 130.套筒 
131.直槽 132.第二限位直槽 133.气缸 134.直板 135.多边形插杆 136.第二多边形插孔 
137.L形块 138.第一限位直槽 139.斜套 140.斜挡板 2.静置炉 201.进气管 202.出气管 
3.铸造下料管 4.铸造机 5.传送辊 6.均质箱 7.偏析层去除箱 8.挤出成型机 9.型材时效处理机。

具体实施方式

[0050] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0051] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0052] 实施例一
[0053] 本实施例,一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金,该种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的原料质量百分比含量:Si:0.01%,Fe:1%,Cu:0.15%,Mn:0.4%,Mg:1.7%,Cr:0.05%,Zn:7.2%,Ti:0.04%,Zr:0.25%,其它元素单个≤0.05%、总和≤0.15%,剩下为Al。
[0054] 一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造方法,具体步骤如下:
[0055] 1)熔炼处理:按照质量分数配比,熔炼铝合金:将铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝锆中间合金、锌锭等依次加入熔炼炉中进行熔炼,待配料完全融化后,撒入清渣剂进行除渣,并进行2次以上电磁搅拌,当熔体温度达到733℃时,向熔体中加入镁锭,并进行搅拌;将熔体温度控制在760℃;
[0056] 2)导炉、精炼:将经步骤1)得到的熔体经导炉槽将熔体导入静置炉,使用氩气将2号精炼剂通入熔体进行精炼,其后进行扒渣;
[0057] 3)升温、静置:将经步骤2)得到的熔体温度控制在775℃,并静置30min;
[0058] 4)铸造:将经步骤3)得到的熔体进行铸造,铸造时在线添加适量的Al‑Ti‑B丝,铸造速度控制在100mm/min,冷却水流量控制在50L/min;
[0059] 5)铸锭均质:将经步骤4)得到的铸锭进行均质处理,均质温度450℃,保温16h,然后出炉空冷;
[0060] 6)铸锭去除偏析层:将经步骤5)得到的铸锭车皮4mm,去除铸锭外围偏析层;
[0061] 7)型材挤压:将经步骤6)得到的铸锭进行加热480℃,模具选用“日”字空腔结构型材,型材速度4m/min,进行在线强风冷却挤压生产;
[0062] 8)型材时效:将经过步骤7)得到的型材进行时效处理,加热温度为100℃,保温5h,然后升温至138℃,保温12h,再出炉风冷。
[0063] 9)性能检测:将经过步骤8)得到的型材进行力学性能和应力腐蚀性能检测。
[0064] 实施例二
[0065] 本实施例一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金,该种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的原料质量百分比含量:Si:0.03%,Fe:0.2%,Cu:0.23%,Mn:0.3%,Mg:2.3%,Cr:0.15%,Zn:6.6%,Ti:0.1%,Zr:0.12%,其它元素单个≤0.05%、总和≤0.15%,剩下为Al。
[0066] 一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造方法,具体步骤如下:
[0067] 1)熔炼处理:按照质量分数配比,熔炼铝合金:将铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝锆中间合金、锌锭等依次加入熔炼炉中进行熔炼,待配料完全融化后,撒入清渣剂进行除渣,并进行2次以上电磁搅拌,当熔体温度达到730℃时,向熔体中加入镁锭,并进行搅拌;将熔体温度控制在720℃;
[0068] 2)导炉、精炼:将经步骤1)得到的熔体经导炉槽将熔体导入静置炉,使用氩气将2号精炼剂通入熔体进行精炼,其后进行扒渣;
[0069] 3)升温、静置:将经步骤2)得到的熔体温度控制在755℃,并静置30min;
[0070] 4)铸造:将经步骤3)得到的熔体进行铸造,铸造时在线添加适量的Al‑Ti‑B丝,铸造速度控制在80mm/min,冷却水流量控制在70L/min;
[0071] 5)铸锭均质:将经步骤4)得到的铸锭进行均质处理,均质温度460℃,保温16h,然后出炉空冷;
[0072] 6)铸锭去除偏析层:将经步骤5)得到的铸锭车皮3mm,去除铸锭外围偏析层;
[0073] 7)型材挤压:将经步骤6)得到的铸锭进行加热495℃,模具选用“日”字空腔结构型材,型材速度3m/min,进行在线强风冷却挤压生产;
[0074] 8)型材时效:将经过步骤7)得到的型材进行时效处理,加热温度为100℃,保温5h,然后升温至138℃,保温12h,再出炉风冷。
[0075] 9)性能检测:将经过步骤8)得到的型材进行力学性能和应力腐蚀性能检测。
[0076] 实施例三
[0077] 本实施例中,一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金,该种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的原料质量百分比含量:Si:0.1%,Fe:0.15%,Cu:0.3%,Mn:0.33%,Mg:1.9%,Cr:0.09%,Zn:7.1%,Ti:0.08%,Zr:0.18%,其它元素单个≤0.05%、总和≤0.15%,剩下为Al。
[0078] 一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造方法,具体步骤如下:
[0079] 1)熔炼处理:按照质量分数配比,熔炼铝合金:将铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝锆中间合金、锌锭等依次加入熔炼炉中进行熔炼,待配料完全融化后,撒入清渣剂进行除渣,并进行2次以上电磁搅拌,当熔体温度达到740℃时,向熔体中加入镁锭,并进行搅拌;将熔体温度控制在780℃;
[0080] 2)导炉、精炼:将经步骤1)得到的熔体经导炉槽将熔体导入静置炉,使用氩气将2号精炼剂通入熔体进行精炼,其后进行扒渣;
[0081] 3)升温、静置:将经步骤2)得到的熔体温度控制在765℃,并静置30min;
[0082] 4)铸造:将经步骤3)得到的熔体进行铸造,铸造时在线添加适量的Al‑Ti‑B丝,铸造速度控制在70mm/min,冷却水流量控制在90L/min;
[0083] 5)铸锭均质:将经步骤4)得到的铸锭进行均质处理,均质温度455℃,保温16h,然后出炉空冷;
[0084] 6)铸锭去除偏析层:将经步骤5)得到的铸锭车皮2mm,去除铸锭外围偏析层;
[0085] 7)型材挤压:将经步骤6)得到的铸锭进行加热485℃,模具选用“日”字空腔结构型材,型材速度2m/min,进行在线强风冷却挤压生产;
[0086] 8)型材时效:将经过步骤7)得到的型材进行时效处理,加热温度为100℃,保温5h,然后升温至138℃,保温12h,再出炉风冷。
[0087] 9)性能检测:将经过步骤8)得到的型材进行力学性能和应力腐蚀性能检测。
[0088] 实施例四
[0089] 本实施例中,一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金,该种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的原料质量百分比含量:Si:0.07%,Fe:0.18%,Cu:0.3%,Mn:0.38%,Mg:2.1%,Cr:0.13%,Zn:6.9%,Ti:0.06%,Zr:0.13%,其它元素单个≤0.05%、总和≤0.15%,剩下为Al。
[0090] 一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造方法,具体步骤如下:
[0091] 1)熔炼处理:按照质量分数配比,熔炼铝合金:将铝锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝锆中间合金、锌锭等依次加入熔炼炉中进行熔炼,待配料完全融化后,撒入清渣剂进行除渣,并进行2次以上电磁搅拌,当熔体温度达到738℃时,向熔体中加入镁锭,并进行搅拌;将熔体温度控制在740℃;
[0092] 2)导炉、精炼:将经步骤1)得到的熔体经导炉槽将熔体导入静置炉,使用氩气将2号精炼剂通入熔体进行精炼,其后进行扒渣;
[0093] 3)升温、静置:将经步骤2)得到的熔体温度控制在761℃,并静置30min;
[0094] 4)铸造:将经步骤3)得到的熔体进行铸造,铸造时在线添加适量的Al‑Ti‑B丝,铸造速度控制在90mm/min,冷却水流量控制在80L/min;
[0095] 5)铸锭均质:将经步骤4)得到的铸锭进行均质处理,均质温度458℃,保温16h,然后出炉空冷;
[0096] 6)铸锭去除偏析层:将经步骤5)得到的铸锭车皮4mm,去除铸锭外围偏析层;
[0097] 7)型材挤压:将经步骤6)得到的铸锭进行加热490℃,模具选用“日”字空腔结构型材,型材速度2m/min,进行在线强风冷却挤压生产;
[0098] 8)型材时效:将经过步骤7)得到的型材进行时效处理,加热温度为100℃,保温5h,然后升温至138℃,保温12h,再出炉风冷。
[0099] 9)性能检测:将经过步骤8)得到的型材进行力学性能和应力腐蚀性能检测。
[0100] 对比一,与实施例一不同的是,实施例二步骤1),不添加Mn、Cr,其余步骤与实施例一相同。
[0101] 对比二,与实施例一不同的是,实施例三步骤1),增加了Zn含量,其余步骤与实施例一相同。
[0102] 对比三,与实施例一不同的是,实施例四步骤8),型材时效热处理采用加热温度为120℃,保温24h,再出炉风冷。其余步骤与实施例一相同。
[0103] 下表为各实施例的力学性能和应力腐蚀敏感指数
[0104]案例 抗拉强度/MPa 延伸率/% 应力腐蚀敏感指数ISSRT/%
实施例一 544 10.4 1.463
实施例二 528 10.4 4.618
实施例三 513 9.5 3.752
实施例四 560 8.8 3.321
[0105] 实施例一中得到的抗拉强度为544MPa,与实施例一对比,实施例二未添加Mn、Cr等提高7系合金耐应力腐蚀的元素,其应力腐蚀敏感指数达到4.618%,应力腐蚀性能明显提高。与实施例一对比,实施例三中,将Zn含量提高,在在线淬火工艺下,其强度得不到释放,性能有所降低。与实施例一对比,实施例四中,采用峰值时效工艺,其强度明显提高,但相应的延伸率和应力腐蚀敏感指数也随之变差。试验结果表明,本发明的7系铝合金能够在在线风冷的条件下性能达到500MPa以上,应力腐蚀敏感指数≤3%。
[0106] 实施例五
[0107] 实施例五是对实施例1的进一步改进。
[0108] 如图2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所示,一种可在线淬火的耐腐蚀7系铝合金的制造装置,包括熔炼炉1、静置炉2、铸造下料管3、铸造机4、传送辊5、均质箱6、偏析层去除箱7、挤出成型机8和型材时效处理机9,熔炼炉1用于合金熔炼,静置炉2用于合金熔体静置的,静置炉2两端顶部分别固定连接有用于氩气循环的进气管201和出气管202,静置炉2的底部连接有铸造下料管3,铸造下料管3连接有用于铸造的铸造机4,铸造机4连接有用于物料传输的传送辊5,传送辊5将铸造机4铸造的铸造件送至均质箱6内进行均质处理,传送辊5将均质箱6均质的铸锭送至偏析层去除箱7内进行去除铸锭外围偏析层,传送辊5将偏析层去除箱7去除铸锭外围偏析层的铸锭送至挤出成型机8内进行型材挤压,挤压成型的空腔结构型材进入型材时效处理机9内进行型材时效处理;
[0109] 熔炼炉1包括炉体101,炉体101的内底部固定连接有第二螺纹加热器119,炉体101的侧壁固定连接有第一螺纹加热器118,第二螺纹加热器119和第一螺纹加热器118均用于电磁加热的;
[0110] 熔炼炉1的内顶部连接有定位结构,定位结构连接有坩埚103,坩埚103连接有用于坩埚103高度调节的高度调节结构,高度调节结构包括连接块104、凸环105、驱动电机106、第一多边形插孔108、第二齿板110、转动轴111、第二齿圈112、第二限位滑槽114、n形板115、凸形块117、n形连接板122、转轴126、第二限位直槽132、气缸133、直板134、多边形插杆135、第二多边形插孔136和L形块137,连接块104对称固定安装在坩埚103的顶部两侧,连接块104在水平方向开设有第一多边形插孔108,n形板115的侧壁固定连接有驱动电机106,驱动电机106的输出轴固定连接有转动轴111,转动轴111对称固定连接有第二齿圈112,第二齿圈112与第二齿板110啮合连接,第二齿板110的侧壁开设有第二限位滑槽114,n形板115的顶部对称开设有第二限位直槽132,第二齿板110的侧壁与第二限位滑槽114的侧壁与第二限位直槽132贴合滑动连接,第二齿板110的底部固定连接有L形块137,L形块137的中下端开设有第二多边形插孔136,且第二多边形插孔136与第一多边形插孔108的尺寸相同,L形块137的中上端固定连接有气缸133,且气缸133的输出端朝外设置,气缸133的输出端固定连接有直板134,直板134的顶部固定连接有与第一多边形插孔108和第二多边形插孔136配合使用的多边形插杆135,n形板115的顶部固定连接有凸形块117,凸形块117的顶部两端转动连接有转轴126,转轴126的外端与n形连接板122的内壁底部固定连接,n形连接板122的顶部固定连接有凸环105,n形板115通过固定连接的轴承与转动轴111转动连接,高度调节结构的气缸133带动直板134移动,直板134带动多边形插杆135在第二多边形插孔136内移动,第二多边形插孔136插在连接块104的第一多边形插孔108内,吊装结构通过凸环105带动坩埚103移动至炉体101正上方,驱动电机106带动转动轴111转动,转动轴111带动第二齿圈112转动,第二齿圈112驱动第二齿板110向下移动,第二齿板110带动多边形插杆135向下移动,多边形插杆135通过第一多边形插孔108向下坩埚103向下移动,坩埚103带动炉体101至内,方便坩埚103固定安装在炉体101内,然后气缸133带动直板134移动,直板134带动多边形插杆135移动至第二多边形插孔136内,第二多边形插孔136与第一多边形插孔108分离,然后驱动电机106带动转动轴111转动,转动轴111带动第二齿圈112转动,第二齿圈112带动第二齿板110向上移动,第二齿板110带动多边形插杆135向上移动,坩埚103安装在炉体101后加热时电学原件与坩埚分离,避免温度过高时造成电学原件损坏;
[0111] n形连接板122连接有用于防止坩埚103防晃的防晃结构,防晃结构包括制动板123、滑动杆124、滑动铁块125、电磁铁127、三角连接板128、弹簧129、套筒130和直槽131,凸形块117的顶部开设有直槽131,直槽131内底部固定连接有套筒130,套筒130的内底部固定连接有弹簧129和电磁铁127,弹簧129的顶部固定连接有滑动铁块125,且滑动铁块125与套筒130的内壁贴合接触,滑动铁块125的顶部固定连接有滑动杆124,滑动杆124的顶部固定连接有制动板123,且制动板123的顶部与n形连接板122的底部贴合接触,弹簧129套在电磁铁127的外侧处,坩埚103移动至电磁铁127断电处理弹簧129推动滑动铁块125向上移动,滑动铁块125通过滑动杆124推动制动板123向上移动与n形连接板122的内顶部贴合接触避免凸形块117跟随n形连接板122转动,多边形插杆135移动至最下端时盖板107移动至最上端,坩埚103移动时防晃结构的电磁铁127断电处理,弹簧129的恢复力推动滑动铁块125移动,滑动铁块125推动滑动杆124移动,滑动杆124带动制动板123与n形连接板122贴合接触,将n形连接板122固定限位在凸形块117上,坩埚103移动时不会出现晃动,保证了坩埚103的稳定性,坩埚103需要翻动时对电磁铁127进行通电,电磁铁127通电产生磁性将滑动铁块125向下吸动,滑动铁块125带动制动板123与n形连接板122分离,方便凸形块117沿着n形连接板122转动,方便固定的坩埚103转动至卸料角度;
[0112] 转动轴111连接有用于坩埚103封堵的封堵结构,封堵结构包括盖板107、第一齿板109、第一齿圈113、第一限位滑槽116和第一限位直槽138,盖板107内顶部中端处固定安装电磁搅拌结构图中未画出,n形板115的顶部开设有第一限位直槽138,第一齿板109的侧壁开设有第一限位滑槽116,第一齿板109的侧壁和第一限位滑槽116的内壁与第一限位直槽
138限位贴合滑动连接,第一齿板109啮合连接有第一齿圈113,第一齿板109和第二齿板110分别设置在第一齿圈113的两侧,且第一齿圈113固定安装在转动轴111的中端处啮合连接,第一齿圈113的底部固定连接有盖板107,盖板107移动至坩埚103的内顶部时多边形插杆
135移动至最上端,多边形插杆135向上移动时转动轴111驱动封堵结构的第一齿圈113转动,第一齿圈113驱动第一齿板109向下移动,第一齿板109带动盖板107移动至坩埚103的内上方,盖板107将坩埚103顶部处堵住,避免坩埚103内热气向外溢出,利于坩埚103进行快速加热处理;
[0113] 盖板107的顶部连接有用于密封上料的密封上料结构,密封上料结构包括进料管102、插槽120、斜套139和斜挡板140,盖板107的顶部进料口处固定连接有斜套139,斜套139的底部斜面均匀固定连接有插槽120,斜套139的内顶部斜面均匀贴合转动连接有斜挡板
140,斜挡板140转动下端时斜挡板140与插槽120贴合接触,斜套139的顶部固定连接有进料管102,上料时原料推动密封上料结构的斜挡板140转动,原料通过插槽120和斜挡板140之间缝隙加入到坩埚103内,加热结束后斜挡板140与插槽120贴合接触将斜套139堵住,避免热气从进料管102排出。
[0114] 定位结构包括插槽120和插块121,插槽120沿着圆周方向均匀开视在炉体101的内顶部,插槽120内插接有插块121,插块121沿着圆周方向均匀固定安装在坩埚103的底部,保证了坩埚103在炉体101内位置,便于外界吊装结构与凸环105接触。
[0115] 使用时,高度调节结构的气缸133带动直板134移动,直板134带动多边形插杆135在第二多边形插孔136内移动,第二多边形插孔136插在连接块104的第一多边形插孔108内,吊装结构通过凸环105带动坩埚103移动至炉体101正上方,驱动电机106带动转动轴111转动,转动轴111带动第二齿圈112转动,第二齿圈112驱动第二齿板110向下移动,第二齿板110带动多边形插杆135向下移动,多边形插杆135通过第一多边形插孔108向下坩埚103向下移动,坩埚103带动炉体101至内,方便坩埚103固定安装在炉体101内,然后气缸133带动直板134移动,直板134带动多边形插杆135移动至第二多边形插孔136内,第二多边形插孔
136与第一多边形插孔108分离,然后驱动电机106带动转动轴111转动,转动轴111带动第二齿圈112转动,第二齿圈112带动第二齿板110向上移动,第二齿板110带动多边形插杆135向上移动,坩埚103安装在炉体101后加热时电学原件与坩埚分离,避免温度过高时造成电学原件损坏;多边形插杆135向上移动时转动轴111驱动封堵结构的第一齿圈113转动,第一齿圈113驱动第一齿板109向下移动,第一齿板109带动盖板107移动至坩埚103的内上方,盖板
107将坩埚103顶部处堵住,避免坩埚103内热气向外溢出,利于坩埚103进行快速加热处理,第一螺纹加热器118和第二螺纹加热器119对坩埚进行加热处理;上料时原料推动密封上料结构的斜挡板140转动,原料通过插槽120和斜挡板140之间缝隙加入到坩埚103内,加热结束后斜挡板140与插槽120贴合接触将斜套139堵住,避免热气从进料管102排出;坩埚103移动时防晃结构的电磁铁127断电处理,弹簧129的恢复力推动滑动铁块125移动,滑动铁块
125推动滑动杆124移动,滑动杆124带动制动板123与n形连接板122贴合接触,将n形连接板
122固定限位在凸形块117上,坩埚103移动时不会出现晃动,保证了坩埚103的稳定性,坩埚
103需要翻动时对电磁铁127进行通电,电磁铁127通电产生磁性将滑动铁块125向下吸动,滑动铁块125带动制动板123与n形连接板122分离,方便凸形块117沿着n形连接板122转动,方便固定的坩埚103转动至卸料角度。
[0116] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0117] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。