本發(fā)明屬于鋁合金加工工藝，具體公開了一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，鋁合金擠壓棒材在汽車制造中的作用和重要性日益凸顯。7系鋁擠壓棒材作為一種輕量化、高強(qiáng)度的材料也適用于汽車工業(yè)，用于制造汽車零部件，如車身結(jié)構(gòu)、車架、發(fā)動機(jī)零件、變速箱部件等，7系鋁擠壓棒材能夠提供較高的強(qiáng)度和剛性，同時(shí)減輕車輛重量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和操控性能，在汽車制造中的作用和重要性不可忽視。7系鋁合金作為一種超高強(qiáng)鋁合金的代表，擁有優(yōu)異的綜合性能，可以優(yōu)化鍛造工件組織，減少組織缺陷。由于7系鋁合金變形抗力大，擠壓速度慢，且易受粗晶及表面缺陷影響，常規(guī)生產(chǎn)無法實(shí)現(xiàn)在線淬火擠壓，大大降低了生產(chǎn)效率。

2、反擠壓是鋁合金棒材生產(chǎn)的方法之一，采用反擠壓生產(chǎn)時(shí)，金屬流動均勻，無摩擦力，所需擠壓力小，可擠變形抗力更高的合金，擠壓產(chǎn)品長度的組織力學(xué)性能基本相同，壓余等廢料明顯降低，成品率高。反擠壓生產(chǎn)擠壓棒材雖然有上述優(yōu)點(diǎn)，但也有其缺點(diǎn)，在反擠壓生產(chǎn)時(shí)被擠壓棒材表面會產(chǎn)生坯料死區(qū)，坯料死區(qū)易參與流動，在制品表面容易形成成層、氣泡、起皮等缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)品表面質(zhì)量下降，此外，由于反擠壓設(shè)備結(jié)構(gòu)原因，導(dǎo)致不能連續(xù)生產(chǎn)，對生產(chǎn)效率產(chǎn)生較大影響。針對上述存在的問題，研究設(shè)計(jì)一種新型的7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，克服現(xiàn)有汽車棒材反擠壓生產(chǎn)中所存在的問題是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決現(xiàn)有汽車棒材反擠壓生產(chǎn)生產(chǎn)過程中面臨著坯料死區(qū)參與流動導(dǎo)致產(chǎn)品表面質(zhì)量下降以及反擠壓過程中不能連續(xù)生產(chǎn)等的問題，提出了一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法。

2、本發(fā)明提供了一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

3、s1.配料：按照如下重量份數(shù)比配制鋁合金原料：si：≤0.08％、fe：≤0.50％、cu:2.5％～2.55％、mn：≤0.07％、mg：2.4％～2.6％、cr：0.05％～0.1％、zn：6.8％～7.0％、ti：0.07％～0.1％、zr：0.15％～0.2％、sc：0.17％～0.2％、單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％、合計(jì)雜質(zhì)≤0.15％、余量為al；

4、s2.熔鑄：將步驟s1中配制好的鋁合金原料放入熔煉爐中進(jìn)行熔鑄，得到鑄棒；

5、s3.鑄棒均質(zhì)化：對步驟s2中得到的所述鑄棒進(jìn)行一級均質(zhì)化制度和二級均質(zhì)化制度，得到圓鑄錠，其中，所述一級均質(zhì)化退火制度的溫度為305～315℃，保溫時(shí)間為4～8小時(shí)；所述二級均質(zhì)化退火制度的溫度為460～470℃，保溫時(shí)間為20～23小時(shí)；

6、s4.擠壓：將步驟s3中的圓鑄錠放入反擠壓設(shè)備中進(jìn)行擠壓，得到棒材，其中反擠壓模具包括依次連接的后室和工作帶，所述后室包括依次連接的第一錐形區(qū)、圓柱區(qū)和第二錐形區(qū)，所述第一錐形區(qū)的入口直徑大于出口直徑，所述第一錐形區(qū)的出口直徑與所述圓柱區(qū)的直徑相等，所述第二錐形區(qū)的入口直徑與所述圓柱區(qū)的直徑相等，所述第二錐形區(qū)的入口直徑大于出口直徑，所述第二錐形區(qū)與所述工作帶連接，所述第二錐形區(qū)的出口直徑與所述工作帶的直徑相等，通過階梯式加熱方式加熱圓鑄錠，圓鑄錠頭端加熱溫度為390～410℃，尾部加熱溫度為370～390℃，擠壓筒溫度為390～420℃，反擠壓模具加熱溫度為400～450℃，制品速度為3.5m/min-4m/min；

7、s5.棒材淬火、拉伸和切割：對步驟s4得到的所述棒材進(jìn)行淬火，得到淬火后的棒材，將淬火后的棒材進(jìn)行拉伸矯直處理后切割成規(guī)定長度；

8、s6.時(shí)效處理：將步驟s5中切割后的棒材進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為157～163℃，時(shí)效時(shí)間為14h，得到汽車棒材。

9、根據(jù)本申請一些實(shí)施例的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，所述步驟s1中，配料為si：≤0.05％、fe：≤0.39％、cu:2.52％～2.54％、mn：≤0.05％、mg：2.53％～2.58％、cr：0.07％～0.09％、zn：6.88％～6.95％、ti：0.08％～0.09％、zr：0.17％～0.19％、sc：0.17％～0.18％、單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％、合計(jì)雜質(zhì)≤0.15％、余量為al。

10、根據(jù)本申請一些實(shí)施例的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，所述步驟s2中，熔鑄時(shí)，采用半連續(xù)鑄造法進(jìn)行熔鑄，熔鑄過程中采用泡沫陶瓷過濾，al-ti-b絲細(xì)化晶粒，熔化溫度為690℃-750℃，精煉溫度為720℃-740℃，精煉劑用量為2.8kg/tal，廢料添加量≤10％，氫元素為0.15ml/100g。

11、根據(jù)本申請一些實(shí)施例的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，所述步驟s3中，所述一級均質(zhì)化退火制度的溫度為310℃，保溫時(shí)間為6.5小時(shí)；所述二級均質(zhì)化退火制度的溫度為470℃，保溫時(shí)間為22小時(shí)。

12、根據(jù)本申請一些實(shí)施例的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，所述步驟s3中，所述圓鑄錠為φ247mm圓鑄錠。

13、根據(jù)本申請一些實(shí)施例的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，所述步驟s4中，所述第一錐形區(qū)的側(cè)壁與軸線之間的夾角為68°～71°，所述第二錐形區(qū)的側(cè)壁與軸線之間的夾角為56.5°～60°。

14、根據(jù)本申請一些實(shí)施例的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，所述步驟s4中，所述第一錐形區(qū)的入口到出口的距離為25mm；所述圓柱區(qū)的入口到出口的距離為25mm；所述第二錐形區(qū)的入口到出口的距離為15mm。

15、根據(jù)本申請一些實(shí)施例的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，所述步驟s5中，所述淬火中的冷卻方式為水冷冷卻，淬火區(qū)溫度為420～450℃，出淬火區(qū)溫度：≤50℃。

16、根據(jù)本申請一些實(shí)施例的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，所述步驟s5中，所述圓柱區(qū)的直徑為81mm。

17、根據(jù)本申請一些實(shí)施例的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，所述步驟s5中，所述拉伸矯直處理中，拉伸率為0.5％-1％。

18、本發(fā)明提出的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，通過優(yōu)化合金成分、改進(jìn)熔鑄工藝、調(diào)整模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并精確控制擠壓工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)在線淬火生產(chǎn)，顯著減少了表面質(zhì)量缺陷。本發(fā)明通過一級均質(zhì)化制度和二級均質(zhì)化制度有效的消除圓鑄錠中的偏析，調(diào)控圓鑄錠中析出相的尺寸和分布，從而大大提高合金的強(qiáng)度和再結(jié)晶溫度，降低圓鑄錠的變形抗力，增加可擠壓性，可以保證生產(chǎn)出的汽車棒材性能的同時(shí)改善合金流動性，改善生產(chǎn)出的汽車棒材表面質(zhì)量；本發(fā)明采用具有第一錐形區(qū)及第二錐形區(qū)反擠壓模具，減少死區(qū)金屬體積，防止死區(qū)金屬流動至汽車棒材表面形成成層、氣泡、起皮等缺陷，提高汽車棒材表面質(zhì)量，且具有第一錐形區(qū)及第二錐形區(qū)反擠壓模具可以降低擠壓力，此外，具有第一錐形區(qū)及第二錐形區(qū)反擠壓模具可以增加模具存鋁量實(shí)現(xiàn)了連續(xù)擠壓生產(chǎn)，降低了廢品率和生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s1中，配料為si：≤0.05％、fe：≤0.39％、cu:2.52％～2.54％、mn：≤0.05％、mg：2.53％～2.58％、cr：0.07％～0.09％、zn：6.88％～6.95％、ti：0.08％～0.09％、zr：0.17％～0.19％、sc：0.17％～0.18％、單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％、合計(jì)雜質(zhì)≤0.15％、余量為al。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s2中，熔鑄時(shí)，采用半連續(xù)鑄造法進(jìn)行熔鑄，熔鑄過程中采用泡沫陶瓷過濾，al-ti-b絲細(xì)化晶粒，熔化溫度為690℃-750℃，精煉溫度為720℃-740℃，精煉劑用量為2.8kg/tal，廢料添加量≤10％，氫元素為0.15ml/100g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s3中，所述一級均質(zhì)化退火制度的溫度為310℃，保溫時(shí)間為6.5小時(shí)；所述二級均質(zhì)化退火制度的溫度為470℃，保溫時(shí)間為22小時(shí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s3中，所述圓鑄錠為φ247mm圓鑄錠。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s4中，所述第一錐形區(qū)(1-1)的側(cè)壁與軸線之間的夾角為68°～71°，所述第二錐形區(qū)(1-3)的側(cè)壁與軸線之間的夾角為56.5°～60°。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s4中，所述第一錐形區(qū)(1-1)的入口到出口的距離為25mm；所述圓柱區(qū)(1-2)的入口到出口的距離為25mm；所述第二錐形區(qū)(1-3)的入口到出口的距離為15mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s5中，所述淬火中的冷卻方式為水冷冷卻，淬火區(qū)溫度為420～450℃，出淬火區(qū)溫度：≤50℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s5中，所述圓柱區(qū)(1-2)的直徑為81mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s5中，所述拉伸矯直處理中，拉伸率為0.5％-1％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種7系鋁合金反擠壓汽車棒材生產(chǎn)方法，包括配料、熔鑄、鑄棒均質(zhì)化、擠壓、棒材淬火、拉伸和切割、時(shí)效處理等步驟，其中鑄棒均質(zhì)化中采用一級均質(zhì)化制度和二級均質(zhì)化制度，擠壓過程中，反擠壓模具包括依次連接的后室和工作帶，后室包括依次連接的第一錐形區(qū)、圓柱區(qū)和第二錐形區(qū)。本發(fā)明通過優(yōu)化合金成分、改進(jìn)熔鑄工藝、調(diào)整模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并精確控制擠壓工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)在線淬火生產(chǎn)，顯著減少了表面質(zhì)量缺陷，降低了廢品率和生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：何強(qiáng),李佳寧,董晶飛,潘巖,祝哮,王洪卓,姜珊,李宏常
受保護(hù)的技術(shù)使用者：遼寧忠旺集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9