CN103484736B - 一种超高强6000系铝合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种超高强6000系铝合金及其制备方法，属于冶金技术领域，其成分按重量百分比含Si？0.9~1.4%，Mg？1.4~1.8%，Cu？0.9~1.3%，Cr？0.05~0.25？%，Zr？0.05~0.25%，Fe？0.3~0.7%，Ti≤0.04%，余量为Al和杂质，抗拉强度500~520MPa，屈服强度465~503MPa，延伸率≥10%。制备方法为：（1）准备原料；（2）熔炼后搅拌均匀后升温至745~755℃；（3）除气处理，然后静置，去除浮渣；（4）进行半连续铸造获得铸锭；（5）均匀化处理；（6）在温度400~500℃保温1~2小时；然后进行热挤压变形，出模后进行在线穿水，获得挤压棒材；（7）固溶处理后水淬，再进行人工时效处理，空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材。本发明通过添加微量元素Zr、Cr及适量Fe元素获得优良的强韧性能，保持了易成型性、良好的焊接性能、耐蚀性等特点，适合于生产复杂断面高强度轻质结构件。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种超高强6000系铝合金及其制备方法。
背景技术
6000系铝合金是一种具有良好综合性能的铝合金，由于其良好的加工性能、耐蚀性可焊性和装饰性能得到广泛的应用；但是其强度较低，因此发展高强6000系合金是该系合金发展的方向。
目前国外已开发出AA6069铝合金，合金中微量V、Cr元素的添加，可以抑制再结晶晶粒的长大，使该合金具有较好的强韧性；但由于合金元素V在铝中难溶解，使V元素在铝合金中的有效添加难以控制，同时，添加V使合金生产成本提高，制约了该合金在工业生产上的大量应用。
高强Al-Zn-Mg-Cu合金可以作为结构材料，但由于其较低的焊接性能、塑性和热加工性能，使其在制备复杂断面铝合金型材等领域上的应用受到了限制；而普通Al-Mg-Si-Cu合金虽然具有良好的塑性、焊接性能，但强度太低，也无法满足制备复杂断面高强铝合金型材的要求。因此，为满足实际生产与客户需要，急需开发出一种制备方法简单、强度高而塑性也满足需要的新型超高强6000系铝合金。
发明内容
针对现有6000系铝合金在性能上存在的上述问题，本发明提供一种超高强6000系铝合金及其制备方法，通过调整合金成分并采用合理的制备工艺，在保持合金良好加工性能、可焊性、耐蚀性和装饰性的前提下，降低合金制备成本，且大幅度提高合金的强度，满足复杂断面铝合金型材的生产要求。
本发明的超高强6000系铝合金的成分按重量百分比含Si0.9~1.4%，Mg1.4~1.8%，Cu0.9~1.3%，Cr0.05~0.25%，Zr0.05~0.25%，Fe0.3~0.7%，Ti≤0.04%，余量为Al和杂质，抗拉强度500~520MPa，屈服强度465~503MPa，延伸率≥10%。
上述的超高强6000系铝合金的优选方案为：成分按重量百分比含Si0.9~1.3%，Mg1.4~1.8%，Cu0.9~1.3%，Cr0.1~0.2%，Zr0.1~0.2%，Fe0.35~0.60%，Ti<0.04%，余量为Al和杂质，抗拉强度500~520MPa，屈服强度475~503MPa，延伸率≥10%。
上述的两种超高强6000系铝合金中的杂质含量按重量百分比≤0.15%，并且Zn的含量按重量百分比≤0.015%。
本发明的超高强6000系铝合金的制备方法按以下步骤进行：
1、按目标成分准备纯金属铝、纯金属镁、纯金属铜、Al-Si中间合金、Al-Ti中间合金、Al-Zr中间合金、铬添加剂、铁添加剂作为原料；
2、将纯金属铝、Al-Si中间合金熔炼，熔化后加入纯金属铜，加入或不加入Al-Ti中间合金，升温至740~750℃，再加入Al-Zr中间合金、铬添加剂、铁添加剂和纯金属镁，搅拌均匀后升温至745~755℃；
3、对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理5~10min，处理完毕后在750±5℃静置10~20min，再去除合金熔体表面的浮渣；
4、将去除浮渣的合金熔体进行半连续铸造，浇铸温度为745~755℃，获得铸锭；
5、将铸锭均匀化处理，在520~550℃下保温12~24h，然后取出风冷至室温；
6、在温度400~500℃条件下，保温1~2小时；然后进行热挤压变形，挤压比≥15；出模后进行在线穿水，温度降至室温；获得挤压棒材；
7、将挤压棒材在530~560℃条件下保温1~3h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至160~180℃条件下保温9~32h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材。
上述方法中使用氩气进行除气处理是指采用炉底吹氩气进行精炼，当采用炉底吹氩气时，氩气的流量为10~20L/min，控制气泡高出熔体液面20~30mm。
上述的Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si18~25%，余量为Al和不可避免杂质；Al-Ti中间合金的成分按重量百分比含Ti30~40%，余量为Al和不可避免杂质；铬添加剂的成分按重量百分比含Cr70~80%，其余为盐，不与Al反应，最终成为炉渣；Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr3~5%，余量为Al和不可避免杂质；铁添加剂的成分按重量百分比含Fe70~80%，其余为盐，不与Al反应，最终成为炉渣。
上述的按目标成分准备原料时，当超高强6000系铝合金中Si的重量含量为x时，Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si为z（z=18~25%），由于制备超高强6000系铝合金过程中Si无明显损失量，可忽略，准备的Al-Si中间合金重量按x/z计算。
上述的按目标成分准备原料时，当超高强6000系铝合金中Ti的重量含量为x时，Al-Ti中间合金的成分按重量百分比含Ti为z（z=30~40%），由于制备超高强6000系铝合金过程中Ti无明显损失量，可忽略，准备的Al-Ti中间合金重量按x/z计算。
上述的按目标成分准备原料时，当超高强6000系铝合金中Cr的重量含量为x时，铬添加剂的成分按重量百分比含Cr为z（z=70~80%），由于制备超高强6000系铝合金过程中Cr的损失量为y（y=5%~10%），准备的铬添加剂重量按x/[z·(1-y)]计算。
上述的按目标成分准备原料时，当超高强6000系铝合金中Zr的重量含量为x时，Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr为z（z=3~5%），由于制备超高强6000系铝合金过程中Zr无明显损失量，可忽略，准备的Al-Zr中间合金重量按x/z计算。
上述的按目标成分准备原料时，当超高强6000系铝合金中Fe的重量含量为x时，铁添加剂的成分按重量百分比含Fe为z（z=70~80%），由于制备超高强6000系铝合金过程中Fe的损失量为y（y=5%~10%），准备的铁添加剂重量按x/[z·(1-y)]计算。
热处理和挤压工艺均会对材料的强度、塑性以及成品率产生影响。经半连续铸造得到的铸锭必须经过均匀化退火才能使非平衡相充分溶解、消除微观偏析、提高成份的均匀性，以利于后续的热挤压变形；均匀化退火温度低于520℃时，不能充分均质，而超过550℃，容易产生过烧而使材料成为废品；同时，必须保证足够的均匀化时间，否则也不能充分均质。
控制热挤压温度来获得所需的材料组织和性能。挤压温度过高，挤压制品中极易产生粗大晶，且容易使制品过烧；挤压温度过低，挤压力增大，容易损坏挤压模具或缩短其使用寿命，并且不利于合金塑性的发挥，降低复杂形状挤压制品的成品率；再者会造成储存能急剧增大，不利于后续的热处理对合金组织性能的控制；热挤并在线穿水后的挤压材在530～560℃下保温1~3h固溶处理，在此温度区间和保温时间的固溶处理，能保证挤压材在不发生过烧的前提下使合金元素充分固溶于基体中；经过以上所述的加工工艺，材料具有高强度和较好的塑性，满足复杂断面高强铝合金型材的生产要求。
本发明技术方案提出在Al-Mg-Si-Cu-Cr合金中的复合添加Zr和Fe元素，并给出了一个合理的Zr和Fe含量范围，通过控制加工过程的工艺参数，使合金在保证了塑性、易成型性的同时，与AA6069合金等6000系铝合金相比显著提高了强度。
本发明的超高强6000系铝合金通过添加微量元素Zr、Cr及适量Fe元素，使合金中生成大量尺寸细小弥散的L12型Al3Zr、DO22型Al3Zr和Al(FeCr)Si弥散相，能有效抑制再结晶晶粒的形核与长大、阻碍位错迁移，从而获得优良的强韧性能，具有优异的综合性能，并同时保持了Al-Mg-Si-Cu合金的易成型性、良好的焊接性能、耐蚀性等特点，适合于生产复杂断面高强度轻质结构件。
附图说明
图1为本发明实施例1中的超高强6000系铝合金的包含DO22型Al3Zr弥散相的透射电镜照片图；
图2为图1的DO22型Al3Zr弥散相的能谱分析结果图；
图3为本发明实施例1中的超高强6000系铝合金的Al(FeCr)Si弥散相的透射电镜照片图；
图4为图3的Al(FeCr)Si弥散相的能谱分析结果图；
图中，a为DO22型Al3Zr弥散相，b为Al(FeCr)Si弥散相。
具体实施方式
本发明实施例中热挤压处理选用的设备为11000KN铝挤压机。
本发明实施例中熔炼采用的设备为电阻炉。
本发明实施例中均匀化处理选用的设备为多段可控加热电阻炉，型号为ARF:7/45。
本发明实施例中半连续铸造时选用的设备为半连续铸造机。
本发明实施例中固溶处理采用的设备为井式回火电阻炉，型号为RJ2-24-6。
本发明实施例中时效处理采用的设备为电热鼓风干燥箱，型号为HN101-0。
本发明实施例中采用的纯金属铝、纯金属镁和纯金属铜的重量纯度均≥99.7%。
本发明实施例中采用的氩气的体积纯度≥99.95%。
本发明实施例中采用的Al-Si中间合金、Al-Ti中间合金和Al-Zr中间合金的杂质重量含量≤0.3%。
本发明实施例中采用的铬添加剂和铁添加剂为铝合金工业用铬添加剂和铝合金工业用铁添加剂。
本发明实施例中选用的铬添加剂和铁添加剂为哈尔滨东盛金属材料有限公司产品，也叫做铬剂和铁剂。
本发明实施例中热挤压变形选用的挤压比在15~90。
实施例1
按目标成分准备纯金属铝、纯金属镁、纯金属铜、Al-Si中间合金、Al-Ti中间合金、Al-Zr中间合金、铬添加剂、铁添加剂作为原料；
其中Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si18%，余量为Al和不可避免杂质；Al-Ti中间合金的成分按重量百分比含Ti30%，余量为Al和不可避免杂质；铬添加剂的成分按重量百分比含Cr70%，其余为盐，不与Al反应，最终成为炉渣；Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr3%，余量为Al和不可避免杂质；铁添加剂的成分按重量百分比含Fe70%，其余为盐，不与Al反应，最终成为炉渣；
将纯金属铝、Al-Si中间合金熔炼，熔化后加入纯金属铜、Al-Ti中间合金，升温至740~750℃，再加入Al-Zr中间合金、铬添加剂、铁添加剂和纯金属镁，搅拌均匀后升温至745~755℃；
对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理5min，处理完毕后在750±5℃静置10min，再去除合金熔体表面的浮渣；氩气流量为20L/min，控制气泡高出熔体液面20~30mm；
将去除浮渣的合金熔体采用半连续铸造机进行半连续铸造，浇铸温度为745~755℃，获得铝合金铸锭，其成分按重量百分比含Si1.19%，Mg1.59%，Cu1.05%，Cr0.149%，Zr0.155%，Fe0.60%，Ti0.028%，余量为Al和杂质；其中杂质含量按重量百分比为0.12%，并且Zn的含量按重量百分比为0.012%；
将铝合金铸锭均匀化处理，在530~550℃下保温24h，然后取出风冷至室温；
在温度500℃条件下，保温1小时；然后进行热挤压变形，挤压比为90；出模后进行在线穿水，温度降至室温，获得的挤压棒材抗拉强度436MPa，屈服强度290MPa，延伸率16.60%；
将挤压棒材在550℃条件下保温2h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至170℃保温12进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材，抗拉强度520MPa，屈服强度503MPa，延伸率10.38%；包含DO22型Al3Zr弥散相的透射电镜照片如图1所示，DO22型Al3Zr弥散相的能谱分析结果如图2所示，Al(FeCr)Si弥散相的透射电镜照片如图3所示，Al(FeCr)Si弥散相的能谱分析结果如图4所示。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：
选用的Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si20%；Al-Ti中间合金的成分按重量百分比含Ti40%；铬添加剂的成分按重量百分比含Cr80%；Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr5%；铁添加剂的成分按重量百分比含Fe75%；
对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理6min，处理完毕后在750±5℃静置12min，再去除合金熔体表面的浮渣；氩氯流量为15L/min；
获得铝合金铸锭的成分按重量百分比含Si1.21%，Mg1.56%，Cu1.04%，Cr0.161%，Zr0.148%，Fe0.36%，Ti0.033%，余量为Al和杂质；其中杂质含量按重量百分比为0.11%，并且Zn的含量按重量百分比为0.015%；
将铝合金铸锭均匀化处理，在530~550℃下保温20h，然后取出风冷至室温；
在温度450℃条件下，保温1.5小时；然后进行热挤压变形理，挤压比为80；
挤压棒材的抗拉强度341MPa，屈服强度189MPa，延伸率19.73%；
将挤压棒材在530℃条件下保温2h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至170℃保温12h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材，抗拉强度503MPa，屈服强度478MPa，延伸率12.25%。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
选用的Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si18%；Al-Ti中间合金的成分按重量百分比含Ti35%；铬添加剂的成分按重量百分比含Cr75%；Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr4%；铁添加剂的成分按重量百分比含Fe80%；
对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理7min，处理完毕后在750±5℃静置14min，再去除合金熔体表面的浮渣；氩气流量为10L/min；
获得铝合金铸锭的成分按重量百分比含Si1.0%，Mg1.54%，Cu1.2%，Cr0.15%，Zr0.2%，Fe0.4%，Ti0.04%，余量为Al和杂质；其中杂质含量按重量百分比为0.11%，并且Zn的含量按重量百分比为0.014%；
将铝合金铸锭均匀化处理，在520~540℃下保温16h，然后取出风冷至室温；
在温度400℃条件下，保温2小时；然后进行热挤压变形，挤压比为82；
将挤压棒材在560℃条件下保温1h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至180℃保温9h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材，抗拉强度508MPa，屈服强度485Pa，延伸率11.52%。
实施例4
方法同实施例1，不同点在于：
不加入Al-Ti中间合金；
对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理8min，处理完毕后在750±5℃静置16min，再去除合金熔体表面的浮渣；氩气流量为17L/min；
铝合金铸锭的成分按重量百分比含Si1.3%，Mg1.49%，Cu1.1%，Cr0.125%，Zr0.1%，Fe0.35%，余量为Al和杂质；其中杂质含量按重量百分比为0.15%，并且Zn的含量按重量百分比为0.010%；
将铝合金铸锭均匀化处理，在530~550℃下保温12h，然后取出风冷至室温；
在温度500℃条件下，保温1小时；然后进行热挤压变形，挤压比为50；
将挤压棒材在540℃条件下保温2h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至160℃保温32h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材，抗拉强度502MPa，屈服强度475MPa，延伸率12%。
实施例5
方法同实施例1，不同点在于：
选用的Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si25%；Al-Ti中间合金的成分按重量百分比含Ti40%；铬添加剂的成分按重量百分比含Cr80%；Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr5%；铁添加剂的成分按重量百分比含Fe75%；
对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理9min，处理完毕后在750±5℃静置18min，再去除合金熔体表面的浮渣；氩气流量为20L/min；
铝合金铸锭的成分按重量百分比含Si1.11%，Mg1.4%，Cu1.0%，Cr0.2%，Zr0.18%，Fe0.48%，Ti0.011%，余量为Al和杂质；其中杂质含量按重量百分比为0.08%，并且Zn的含量按重量百分比为0.013%；
将铝合金铸锭均匀化处理，在520~540℃下保温20h，然后取出风冷至室温；
在温度450℃条件下，保温1.5小时；然后进行热挤压变形，挤压比为40；
将挤压棒材在530℃条件下保温3h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至170℃保温22h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材，抗拉强度510MPa，屈服强度490MPa，延伸率10.6%。
实施例6
方法同实施例1，不同点在于：
不加入Al-Ti中间合金；
选用的Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si20%；铬添加剂的成分按重量百分比含Cr75%；Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr4%；铁添加剂的成分按重量百分比含Fe80%；
对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理10min，处理完毕后在750±5℃静置20min，再去除合金熔体表面的浮渣；氩气流量为10L/min；
铝合金铸锭的成分按重量百分比含Si1.05%，Mg1.6%，Cu1.01%，Cr0.1%，Zr0.13%，Fe0.55%，余量为Al和杂质；其中杂质含量按重量百分比为0.14%，并且Zn的含量按重量百分比为0.011%；
将铝合金铸锭均匀化处理，在520~540℃下保温15h，然后取出风冷至室温；
在温度400℃条件下，保温2小时；然后进行热挤压变形，挤压比为15；
将挤压棒材在560℃温度下保温1h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至180℃保温10h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材，抗拉强度515MPa，屈服强度496MPa，延伸率10.75%。
实施例7
方法同实施例1，不同点在于：
对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理5min，处理完毕后在750±5℃静置10min，再去除合金熔体表面的浮渣；氩气流量为15L/min；
铝合金铸锭的成分按重量百分比含Si0.9%，Mg1.7%，Cu0.9%，Cr0.05%，Zr0.08%，Fe0.7%，Ti0.04%，余量为Al和杂质；其中杂质含量按重量百分比为0.14%，并且Zn的含量按重量百分比为0.010%；
将铝合金铸锭均匀化处理，在530~550℃下保温20h，然后取出风冷至室温；
在温度500℃条件下，保温1小时；然后进行热挤压变形，挤压比为60；
将挤压棒材在530℃温度下保温3h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至160℃保温28h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材，抗拉强度515MPa，屈服强度500MPa，延伸率10.1%。
实施例8
方法同实施例1，不同点在于：
选用的Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si25%；Al-Ti中间合金的成分按重量百分比含Ti40%；铬添加剂的成分按重量百分比含Cr80%；Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr5%；铁添加剂的成分按重量百分比含Fe75%；
对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理8min，处理完毕后在750±5℃静置15min，再去除合金熔体表面的浮渣；氩气流量为20L/min；
铝合金铸锭的成分按重量百分比含Si1.4%，Mg1.8%，Cu1.3%，Cr0.25%，Zr0.25%，Fe0.3%，Ti0.01%，余量为Al和杂质；其中杂质含量按重量百分比为0.09%，并且Zn的含量按重量百分比为0.008%；
将铝合金铸锭均匀化处理，在520~540℃下保温18h，然后取出风冷至室温；
在温度450℃条件下，保温1.5小时；然后进行热挤压变形，挤压比为20；
将挤压棒材在540℃温度下保温2h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至160℃保温30h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材，抗拉强度500MPa，屈服强度465MPa，延伸率13.6%。
实施例9
方法同实施例1，不同点在于：
不加入Al-Ti中间合金；
选用的Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si20%；铬添加剂的成分按重量百分比含Cr75%；Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr4%；铁添加剂的成分按重量百分比含Fe80%；
对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理10min，处理完毕后在750±5℃静置20min，再去除合金熔体表面的浮渣；氩气流量为10L/min；
铝合金铸锭成分按重量百分比含Si0.96%，Mg1.6%，Cu0.95%，Cr0.1%，Zr0.05%，Fe0.65%，余量为Al和杂质；其中杂质含量按重量百分比为0.08%，并且Zn的含量按重量百分比为0.009%；
将铝合金铸锭均匀化处理，在520~540℃下保温24h，然后取出风冷至室温；
在温度400℃条件下，保温2小时；然后进行热挤压变形，挤压比为40；
将挤压棒材在560℃温度下保温1.5h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至180℃保温9h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材，抗拉强度516MPa，屈服强度501MPa，延伸率10.2%。
Claims (4)
1.一种超高强6000系铝合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）按目标成分准备纯金属铝、纯金属镁、纯金属铜、Al-Si中间合金、Al-Ti中间合金、Al-Zr中间合金、铬添加剂、铁添加剂作为原料；
（2）将纯金属铝、Al-Si中间合金熔炼，熔化后加入纯金属铜，加入或不加入Al-Ti中间合金，升温至740~750℃，再加入Al-Zr中间合金、铬添加剂、铁添加剂和纯金属镁，搅拌均匀后升温至745~755℃；
（3）对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理5~10min，处理完毕后在750±5℃静置10~20min，再去除合金熔体表面的浮渣；
（4）将去除浮渣的合金熔体进行半连续铸造，浇铸温度为745~755℃，获得铸锭；
（5）将铸锭均匀化处理，在520~550℃下保温12~24h，然后取出风冷至室温；
（6）在温度400~500℃条件下，保温1~2小时；然后进行热挤压变形，挤压比≥15；出模后进行在线穿水，温度降至室温；获得挤压棒材；
（7）将挤压棒材在530~560℃条件下保温1~3h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至160~180℃条件下保温9~32h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材；其成分按重量百分比含Si0.9~1.4%，Mg1.4~1.8%，Cu0.9~1.3%，Cr0.05~0.25%，Zr0.05~0.25%，Fe0.3~0.7%，Ti≤0.04%，余量为Al和杂质，其中杂质含量按重量百分比≤0.15%，并且Zn的含量按重量百分比≤0.015%，抗拉强度500~520MPa，屈服强度465~503MPa，延伸率≥10%。
2.一种超高强6000系铝合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）按目标成分准备纯金属铝、纯金属镁、纯金属铜、Al-Si中间合金、Al-Ti中间合金、Al-Zr中间合金、铬添加剂、铁添加剂作为原料；
（2）将纯金属铝、Al-Si中间合金熔炼，熔化后加入纯金属铜，加入或不加入Al-Ti中间合金，升温至740~750℃，再加入Al-Zr中间合金、铬添加剂、铁添加剂和纯金属镁，搅拌均匀后升温至745~755℃；
（3）对熔炼炉内的熔体使用氩气进行除气处理5~10min，处理完毕后在750±5℃静置10~20min，再去除合金熔体表面的浮渣；
（4）将去除浮渣的合金熔体进行半连续铸造，浇铸温度为745~755℃，获得铸锭；
（5）将铸锭均匀化处理，在520~550℃下保温12~24h，然后取出风冷至室温；
（6）在温度400~500℃条件下，保温1~2小时；然后进行热挤压变形，挤压比≥15；出模后进行在线穿水，温度降至室温；获得挤压棒材；
（7）将挤压棒材在530~560℃条件下保温1~3h进行固溶处理，然后水淬至室温，再升温至160~180℃条件下保温9~32h进行人工时效处理，最后空冷至室温，获得超高强6000系铝合金棒材；其成分按重量百分比含Si0.9~1.3%，Mg1.4~1.8%，Cu0.9~1.3%，Cr0.1~0.2%，Zr0.1~0.2%，Fe0.35~0.60%，Ti<0.04%，余量为Al和杂质，其中杂质含量按重量百分比≤0.15%，并且Zn的含量按重量百分比≤0.015%，抗拉强度500~520MPa，屈服强度475~503MPa，延伸率≥10%。
3.根据权利要求1或2所述的超高强6000系铝合金的制备方法，其特征在于所述的使用氩气进行除气处理是指采用炉底吹氩气进行精炼，当采用炉底吹氩气时，氩气的流量为10~20L/min，控制气泡高出熔体液面20~30mm。
4.根据权利要求1或2所述的超高强6000系铝合金的制备方法，其特征在于所述的Al-Si中间合金的成分按重量百分比含Si18~25%，余量为Al和不可避免杂质；Al-Ti中间合金的成分按重量百分比含Ti30~40%，余量为Al和不可避免杂质；铬添加剂的成分按重量百分比含Cr70~80%，其余为盐，不与Al反应，最终成为炉渣；Al-Zr中间合金的成分按重量百分比含Zr3~5%，余量为Al和不可避免杂质；铁添加剂的成分按重量百分比含Fe70~80%，其余为盐，不与Al反应，最终成为炉渣。
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| CN105648246A (zh) * | 2015-09-07 | 2016-06-08 | 张英娜 | 一种6系铝合金功能性高效复合母合金及其制备和使用方法 |
| CN105420645B (zh) * | 2015-11-09 | 2017-08-11 | 广东长盈精密技术有限公司 | 铝材的锻压处理工艺 |
| CN105695811A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-06-22 | 东北大学 | 一种含Ti可时效强化高硅铝合金及其变形材制备方法 |
| CN107686915A (zh) * | 2017-09-02 | 2018-02-13 | 湖南金牛铝业有限公司 | 6063铝型材及其生产工艺 |
| CN107964612A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-04-27 | 江苏佳铝实业股份有限公司 | 步枪瞄准器用铝合金材料及其制备方法 |
| CN108220842B (zh) * | 2018-01-09 | 2019-10-08 | 广东和胜工业铝材股份有限公司 | 6061铝合金细晶材料的制备方法 |
| CN108220844A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-06-29 | 辽宁忠旺集团有限公司 | 一种乘用车用铝合金制动刹车盘的成型工艺 |
| CN108468005A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-31 | 江苏广川线缆股份有限公司 | 一种6000系铝合金大变形挤压棒材生产工艺 |
| CN108385042B (zh) * | 2018-03-04 | 2019-11-01 | 广西平果百矿高新铝业有限公司 | 一种应用于平板电脑背板的铝合金中厚板的生产工艺 |
| CN109022950A (zh) * | 2018-10-23 | 2018-12-18 | 东北大学 | 一种电缆支架用高强度铝合金及其制备方法 |
| CN109136803A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-01-04 | 西南交通大学 | 一种改善铝合金及其焊接接头性能的热处理方法 |
| CN109295352B (zh) * | 2018-11-27 | 2020-11-03 | 华北电力大学 | 一种屈服强度高于350MPa的高导电率铝合金及其制备方法 |
| CN110284015A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-27 | 四川福蓉科技股份公司 | 一种6系铝合金及其制备方法 |
| CN111676397A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-09-18 | 宁波吉胜铸业有限公司 | 一种耐腐蚀铝合金支撑板 |
| CN112981196B (zh) * | 2021-02-10 | 2022-04-22 | 北京科技大学 | 一种超高强度、高韧性Al-Zn-Mg-Cu铝合金及其制备方法 |
| CN113718139A (zh) * | 2021-08-03 | 2021-11-30 | 中铝材料应用研究院有限公司 | 一种Al-Mg-Si-Cu-Mn铝合金及其挤压材的加工方法 |
| CN113684401B (zh) * | 2021-08-25 | 2022-11-15 | 航桥新材料科技（滨州）有限公司 | 一种高服役传动轴用铝合金及其制备方法 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101413079A (zh) * | 2008-09-17 | 2009-04-22 | 北京有色金属研究总院 | 一种含钴的铝合金材料及其制备方法 |
| CN101959625A (zh) * | 2008-03-28 | 2011-01-26 | 株式会社神户制钢所 | 铝合金厚板及其制造方法 |
| CN103119184A (zh) * | 2010-09-08 | 2013-05-22 | 美铝公司 | 改进的6xxx铝合金及其生产方法 |
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN101959625A (zh) * | 2008-03-28 | 2011-01-26 | 株式会社神户制钢所 | 铝合金厚板及其制造方法 |
| CN101413079A (zh) * | 2008-09-17 | 2009-04-22 | 北京有色金属研究总院 | 一种含钴的铝合金材料及其制备方法 |
| CN103119184A (zh) * | 2010-09-08 | 2013-05-22 | 美铝公司 | 改进的6xxx铝合金及其生产方法 |
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