一種it業用鋁合金型材的生產工藝的製作方法
2023-05-11 18:41:51
專利名稱：一種it業用鋁合金型材的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及鋁合金型材的生產工藝，特別是一種IT業用鋁合金型材的生產工藝。
背景技術：
在工業領域，目前我國工業鋁型材佔鋁型材總應用量僅約30% ;而同期歐洲、北美和日本的鋁型材消費結構中，工業耗用比例分別達到60%、55%和40%，遠高於我國應用比例。消費結構的差異反映出我國鋁型材在工業領域的生產、開發和應用方面不足，同時也預示著我國工業鋁型材消費具有巨大的增長空間。在IT行業中，因鋁合金型材的質量輕、加工性能好和導熱性能優異，其運用尤為常見，但是普通的鋁合金型材在純度、內部組織緻密度以及導電性能都難以滿足IT行業的標準，因此要生產出高純度、內部組織緻密以及導電性能優異的鋁合金型材，對現行設備和工藝技術具有極大的挑戰性。IT行業對鋁合金型材的主合金元素Mg、Si等的百分比含量要求很苛刻，其他雜質含量要求在0.01%以下，其外形尺寸、平面度和切斜度偏差均大大高於國家相應標準超高精級水平。在傳統的成型加工過程中，其加工工藝一般就是將鋁棒通過熱熔、擠壓、從而得到不同截面形狀的鋁合金型材，這種傳統的工藝方法存在鋁型材成型穩定性不佳的問題，鋁合金型材的內部組織緻密度低，甚至其表面有明顯缺陷，這將大大影響其加工性能。加之以往的鋁合金在未經改性的情況下，其導電性差，不適用於IT行業。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺點，提供一種所製得的鋁合金型材內部組織緻密、加工性能好、導熱導電性能優異、尺寸精度高以及平整度好的IT業用鋁合金型材的生
產工藝。本發明的目的通過以下技術方案來實現:一種IT業用鋁合金型材的生產工藝，它包括以下步驟:
51、製備IT業用鋁，包括以下子步驟:
5101、備料:備取含Fe量<0.12%的原鋁錠，矽錠、鎂錠和細化劑；
5102、熔煉:將熔煉爐清爐，並用純鋁錠洗爐，將原鋁錠放入熔煉爐中進行熔煉，控制溫度範圍為720 V 730°C，向熔煉爐中加入矽錠、鎂錠和細化劑，確保合金質量百分比成分為0.30% 0.40%S1、0.50% 0.70%Mg、0.10% 0.12%Fe,餘量為鋁，攪拌均勻，扒渣，除氣，精煉，鋁合金溶液經過連續澆鑄成棒狀鋁合金鑄棒；
52、熱擠壓成型，包括以下子步驟:
5201、鑄棒加熱:將步驟S102所製得的鋁合金鑄棒加熱至550°C 560°C，加熱時間為5h 6h ;
5202、擠壓設備加熱:擠壓模具在模具加熱器中加熱至450°C 480°C，擠壓筒加熱至380°C 400°C，保溫 3.5h 4h ;
5203、擠壓成型:將步驟S201所得鋁合金鑄棒放入擠壓設備中進行擠壓，控制其溫度範圍為480°C 520°C，擠壓速度為8m/min 10m/min ；53、在線淬火:製品在擠壓模具出口溫度為510°C 550°C，採用噴水和浸水冷卻淬火，使製品快速冷卻至180°C 200°C ；
54、拉伸矯直:將檢驗合格的鋁合金型材進行拉伸，拉伸率控制在0.5% 0.8% ；
55、鋸切:將合格的鋁合金型材鋸切，其長度為3015mm 3030mm或1515mm 1530mm；
56、裝框:將符合型材的幾何製品整齊地擺放於裝框內，將每層型材製品用墊條隔開；
57、人工時效:將裝框後的鋁合金型材進行時效處理，溫度範圍為170°C 180°C，保溫7h 8h ;
58、成品鋸切包裝:將步驟S7所得的鋁合金型材進行鋸切，長度範圍為243.25mm 243.75mm，切斜度彡0.5mm，兩端鋸口去毛刺，裝箱。進一步地，步驟S102所述的鋁合金鑄棒的直徑範圍為Φ 183mm Φ 187mm，長度範圍為 615mm 645mm。進一步地，步驟S202所述的擠壓設備為2000T的擠壓機，擠壓模具為寬展模。進一步地，步驟S7所述的時效保溫時間從爐溫達到170°C後開始計算。本發明具有以下優點:
1、擠壓成型採用2000T大型擠壓機，以寬展模為擠壓模具，在高溫狀態下進行熱擠壓成型，保證鋁合金型材內部組織緻密，無任何組織缺陷，晶粒度達到一級，具有良好的加工性能。
2、在原鋁錠中加入適量Mg、Si等合金元素，其他雜質含量控制在0.01%以下，並在熔煉過程中強化熔鑄工藝，增強鋁合金的導電性能。3、擠壓成型的鋁合金型材經過噴水和浸水冷卻淬火，型材溫度快速下降到180°C 200°C，定型速度快，鋁合金型材在最後進行成品鋸切時，其長度精度要求達到0.3mm,表面平整度達到0.2mm。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步的描述，但本發明的保護範圍不局限於以下所述。實施例1:
一種IT業用鋁合金型材的生產工藝，它包括以下步驟:
51、製備IT業用鋁，包括以下子步驟:
5101、備料:備取含Fe量<0.12%的原鋁錠，矽錠、鎂錠和細化劑；
5102、熔煉:將熔煉爐清爐，並用純鋁錠洗爐，將原鋁錠放入熔煉爐中進行熔煉，控制溫度範圍為720°C，向熔煉爐中加入矽錠、鎂錠和細化劑，確保合金質量百分比成分為0.30%S1、0.70%Mg、0.12%Fe,餘量為鋁，攪拌均勻，扒渣，除氣，精煉，鋁合金溶液經過連續澆鑄成棒狀鋁合金鑄棒；
52、熱擠壓成型，包括以下子步驟:
5201、鑄棒加熱:將步驟S102所製得的鋁合金鑄棒加熱至560°C，加熱時間為5h；
5202、擠壓設備加熱:擠壓模具在模具加熱器中加熱至450°C，擠壓筒加熱至380°C，保溫4h ；
5203、擠壓成型:將步驟S201所得鋁合金鑄棒放入擠壓設備中進行擠壓，控制其溫度範圍為520°C，擠壓速度為10m/min ；
53、在線淬火:製品在擠壓模具出口溫度為550°C，採用噴水和浸水冷卻淬火，使製品快速冷卻至200°C ；
54、拉伸矯直:將檢驗合格的鋁合金型材進行拉伸，拉伸率控制在0.5% ；
55、鋸切:將合格的鋁合金型材鋸切，其長度為3015mm或1515mm；
56、裝框:將符合型材的幾何製品整齊地擺放於裝框內，將每層型材製品用墊條隔開；
57、人工時效:將裝框後的鋁合金型材進行時效處理，溫度範圍為170°C，保溫8h；
58、成品鋸切包裝:將步驟S7所得的鋁合金型材進行鋸切，長度範圍為243.75mm,切斜度彡0.5mm，兩端鋸口去毛刺，裝箱。進一步地，步驟S102所述的鋁合金鑄棒的直徑為Φ 183mm，長度為615mm。進一步地，步驟S202所述的擠壓設備為2000T的擠壓機，擠壓模具為寬展模。進一步地，步驟S7所述的時效保溫時間從爐溫達到170°C後開始計算。實施例2:
一種IT業用鋁合金型材的生產工藝，它包括以下步驟:
51、製備IT業用鋁，包括以下子步驟:
5101、備料:備取含 Fe量<0.12%的原鋁錠，矽錠、鎂錠和細化劑；
5102、熔煉:將熔煉爐清爐，並用純鋁錠洗爐，將原鋁錠放入熔煉爐中進行熔煉，控制溫度範圍為725°C，向熔煉爐中加入矽錠、鎂錠和細化劑，確保合金質量百分比成分為0.36%S1、0.60%Mg、0.ll%Fe,餘量為鋁，攪拌均勻，扒渣，除氣，精煉，鋁合金溶液經過連續澆鑄成棒狀鋁合金鑄棒；
52、熱擠壓成型，包括以下子步驟:
5201、鑄棒加熱:將步驟S102所製得的鋁合金鑄棒加熱至555°C，加熱時間為5.5h ；
5202、擠壓設備加熱:擠壓模具在模具加熱器中加熱至460°C，擠壓筒加熱至390°C，保溫 3.75h ；
5203、擠壓成型:將步驟S201所得鋁合金鑄棒放入擠壓設備中進行擠壓，控制其溫度範圍為500°C，擠壓速度為9m/min ；
53、在線淬火:製品在擠壓模具出口溫度為530°C，採用噴水和浸水冷卻淬火，使製品快速冷卻至190°C ;
54、拉伸矯直:將檢驗合格的鋁合金型材進行拉伸，拉伸率控制在0.6% ；
55、鋸切:將合格的鋁合金型材鋸切，其長度為3020mm或1520mm；
56、裝框:將符合型材的幾何製品整齊地擺放於裝框內，將每層型材製品用墊條隔開；
57、人工時效:將裝框後的鋁合金型材進行時效處理，溫度範圍為175°C，保溫7.5h ；
58、成品鋸切包裝:將步驟S7所得的鋁合金型材進行鋸切，長度範圍為243.50mm,切斜度彡0.5mm，兩端鋸口去毛刺，裝箱。進一步地，步驟S102所述的鋁合金鑄棒的直徑範圍為Φ185πιπι，長度範圍為630mmo進一步地，步驟S202所述的擠壓設備為2000T的擠壓機，擠壓模具為寬展模。進一步地，步驟S7所述的時效保溫時間從爐溫達到170°C後開始計算。本實施例為最佳實施例。
實施例3:
一種IT業用鋁合金型材的生產工藝，它包括以下步驟:
51、製備IT業用鋁，包括以下子步驟:
5101、備料:備取含Fe量<0.12%的原鋁錠，矽錠、鎂錠和細化劑；
5102、熔煉:將熔煉爐清爐，並用純鋁錠洗爐，將原鋁錠放入熔煉爐中進行熔煉，控制溫度範圍為730°C，向熔煉爐中加入矽錠、鎂錠和細化劑，確保合金質量百分比成分為0.40%S1、0.50%Mg、0.10%Fe,餘量為鋁，攪拌均勻，扒渣，除氣，精煉，鋁合金溶液經過連續澆鑄成棒狀鋁合金鑄棒；
52、熱擠壓成型，包括以下子步驟:
5201、鑄棒加熱:將步驟S102所製得的鋁合金鑄棒加熱至550°C，加熱時間為6h；
5202、擠壓設備加熱:擠壓模具在模具加熱器中加熱至480°C，擠壓筒加熱至40(TC，保溫 3.5h ；
5203、擠壓成型:將步驟S201所得鋁合金鑄棒放入擠壓設備中進行擠壓，控制其溫度範圍為480°C，擠壓速度為8m/min ；
53、在線淬火:製品在擠壓模具出口溫度為510°C，採用噴水和浸水冷卻淬火，使製品快速冷卻至180°C ;
54、拉伸矯直:將檢驗合格的鋁合金型材進行拉伸，拉伸率控制在0.8% ；
55、鋸切:將合格的 鋁合金型材鋸切，其長度為3030mm或1530mm；
56、裝框:將符合型材的幾何製品整齊地擺放於裝框內，將每層型材製品用墊條隔開；
57、人工時效:將裝框後的鋁合金型材進行時效處理，溫度範圍為180°C，保溫7h；
58、成品鋸切包裝:將步驟S7所得的鋁合金型材進行鋸切，長度範圍為243.25mm,切斜度彡0.5mm，兩端鋸口去毛刺，裝箱。進一步地，步驟S102所述的鋁合金鑄棒的直徑為Φ 187mm，長度為645mm。進一步地，步驟S202所述的擠壓設備為2000T的擠壓機，擠壓模具為寬展模。進一步地，步驟S7所述的時效保溫時間從爐溫達到170°C後開始計算。原料用高純鋁錠AL99.85，精心清爐洗爐及專爐專用，強化除氣、精煉、淨化操作和優化熔鑄工藝；採用寬展模擠壓，通過試模精確修正模孔尺寸並調整金屬供流平衡；精確控制拉伸矯直量，增加時效前尺寸預檢並輔以適度整形保證平面度；擠壓過程注意表面控制和保護；擠壓前的鑄棒加熱，採用高溫(在固溶度線以上)長時(5-6 h)加熱工藝，而後調整到合適擠壓溫度擠壓，穩定擠壓溫度一速度規範，保證製品出口溫度，使主合金元素充分固溶，採用噴水+全浸水淬的階段漸進式冷卻方式實現在線淬火，使材料內部獲得最大的過飽和度，繼以最優化的人工時效制度，從而確保力學性能(硬度)達標。
權利要求
1.一種IT業用鋁合金型材的生產工藝，其特徵在於:它包括以下步驟: 51、製備IT業用鋁，包括以下子步驟: 5101、備料:備取含Fe量<0.12%的原鋁錠，矽錠、鎂錠和細化劑； 5102、熔煉:將熔煉爐清爐，並用純鋁錠洗爐，將原鋁錠放入熔煉爐中進行熔煉，控制溫度範圍為720 V 730°C，向熔煉爐中加入矽錠、鎂錠和細化劑，確保合金質量百分比成分為0.30% 0.40%S1、0.50% 0.70%Mg、0.10% 0.12%Fe,餘量為鋁，攪拌均勻，扒渣，除氣，精煉，鋁合金溶液經過連續澆鑄成棒狀鋁合金鑄棒； 52、熱擠壓成型，包括以下子步驟: 5201、鑄棒加熱:將步驟S102所製得的鋁合金鑄棒加熱至550°C 560°C，加熱時間為5h 6h ; 5202、擠壓設備加熱:擠壓模具在模具加熱器中加熱至450°C 480°C，擠壓筒加熱至380°C 400°C，保溫 3.5h 4h ; 5203、擠壓成型:將步驟S201所得鋁合金鑄棒放入擠壓設備中進行擠壓，控制其溫度範圍為480°C 520°C，擠壓速度為8m/min 10m/min ； 53、在線淬火:製品在擠壓模具出口溫度為510°C 550°C，採用噴水和浸水冷卻淬火，使製品快速冷卻至180°C 200°C ； 54、拉伸矯直:將檢驗合格的鋁合金型材進行拉伸，拉伸率控制在0.5% 0.8% ； 55、鋸切:將合格的鋁合金型材鋸切，其長度為3015mm 3030mm或1515mm 1530mm； 56、裝框:將符合型材的幾何製品整齊地擺放於裝框內，將每層型材製品用墊條隔開； 57、人工時效:將裝框後的鋁合金型材進行時效處理，溫度範圍為170°C 180°C，保溫7h 8h ; 58、成品鋸切包裝:將步驟S7所得的鋁合金型材進行鋸切，長度範圍為243.25mm 243.75mm，切斜度彡0.5mm，兩端鋸口去毛刺，裝箱。
2.根據權利要求1所述的一種IT業用鋁合金型材的生產工藝，其特徵在於:步驟S102所述的鋁合金鑄棒的直徑範圍為Φ 183mm Φ 187mm，長度範圍為615mm 645mm。
3.根據權利要求1所述的一種IT業用鋁合金型材的生產工藝，其特徵在於:步驟S202所述的擠壓設備為2000T的擠壓機，擠壓模具為寬展模。
4.根據權利要求1所述的一種IT業用鋁合金型材的生產工藝，其特徵在於:步驟S7所述的時效保溫時間從爐溫達到170°C後開始計算。
全文摘要
本發明涉及一種IT業用鋁合金型材的生產工藝，它包括以下步驟S1、製備IT業用鋁，包括以下子步驟S101、備料；S102、熔煉；S2、熱擠壓成型，擠壓設備為2000T的擠壓機，擠壓模具為寬展模，包括以下子步驟S201、鑄棒加熱；S202、擠壓設備加熱；S203、擠壓成型；S3、在線淬火；S4、拉伸矯直；S5、鋸切；S6、裝框；S7、人工時效；S8、成品鋸切包裝。本發明的優點在於採用2000T的擠壓機，寬展模為擠壓模具，在高溫狀態下熱擠成型，所製得的鋁合金型材內部組織緻密、加工性能好；在鋁合金型材內加入Mg、Si等合金元素，導熱導電性能優異；尺寸精度高以及平整度好，不需進行二次加工。
文檔編號C22C21/08GK103203596SQ20131010173
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者廖健 申請人:成都陽光鋁製品有限公司