[发明专利]一种高强度超硬6061铝合金棒

说明书

本发明公开了一种高强度超硬6061铝合金棒，包括以下质量份数的各组分：Si0.68～0.78；Fe0.45～0.5；Cu0.433～0.38；Mg0.88～0.98；Cr0.25～0.30；Ti0.06～0.13；单个杂质≤0.05，杂质总量≤0.15，余量为Al；本发明通过严格控制Si、Mg元素以及Cu元素的配比来提高合金的机械强度，精炼细化材料晶粒组织，加入Fe、Cr元素优化挤出棒材的晶粒度，使得棒材的强度进一步提高，最终材料抗拉伸强度可达400Mpa以上，材料硬度可达HB115以上。

技术领域

本发明涉及一种高强度超硬6061铝合金棒。

背景技术

6061铝合金是典型的中等强度Al-Mg-Si系铝合金，具有良好的抗腐蚀性和可焊接性，广泛应用于要求一定强度和抗腐蚀性的工业结构中，比如卡车、船舶和家具等，是一种很有前途的铝合金。普通6061铝合金的硬度通常为HB90～110，其抗拉伸强度国家标准为265Mpa以上，实际生产的6061/T6材料的抗拉伸强度是310MPa～360MPa左右；为了扩大6061铝合金的应用范围，需要进一步提高6061铝合金棒的强度和硬度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中普通6061铝合金的硬度通常为HB90～110，其抗拉伸强度通常为260～300左右的缺陷，提供一种高强度超硬6061铝合金棒。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种高强度超硬6061铝合金棒，包括以下质量份数的各组分：Si0.68～0.78；Fe0.45～0.5；Cu 0.433～0.38；Mg 0.88～0.98；Cr 0.25～0.30；Ti 0.06～0.13；单个杂质≤0.05，杂质总量≤0.15，余量为Al；

该铝合金棒的制备方法包括以下步骤：熔化铝锭、扒渣、配合金、精炼、静置、铸造、均质化、挤压和人工时效；

挤压时，将挤压模具加热至470～490℃，铸锭加热至530～540℃进入挤压筒挤压，棒材的挤出速度为8～20m/min，在挤压出口采用循环水槽对挤出棒材进行在线冷却，冷却水温控制＜40℃；

进一步的，熔化时选用GB/T1196-2008标准中的Al99.70牌号的铝锭，投入炉内加温至720～760℃熔化。

进一步的，扒渣时在735±20℃时将打渣剂均匀的洒入炉内并充分搅拌10-15分钟，用耙子将铝液表面浮渣扒除；扒渣时打渣剂的加入量为每吨0.3Kg。

进一步的，配合金时熔体温度730～760℃时加入，其中，硅、铁、铜、铬采用合金形式加入，镁锭选用国家标准GB/T3499-2003，镁含量≥99.80％；加入合金后，加入钛硼细化剂，用量为0.35～0.45公斤/吨铝，加入后搅拌10～15分钟使熔体内各成分均匀混合。

进一步的，精炼时熔体温度720-740℃时采用氩气喷粉精炼，选用氩气含量99.7％以上的高纯氩气的，喷气流量为1.0～1.8m³/h，精炼时间为25分钟，喷粉精炼剂要求Na:0.5％，用量为1.5～2公斤/吨铝，精炼完后将液面浮渣扒除；精炼后熔体静置20-25分钟。

进一步的，铸造时熔体温度为720～760℃时浇铸成铸锭备用，浇铸过程中加入Al5Ti1B铝钛硼线对铸锭晶粒细化，加入速度为2m/min～3m/min，在浇铸流槽上在线精炼，精炼时通入高纯氩气，氩气含量99.7％以上，最后采用30PPi+50PPi两层陶瓷过滤板进行双级过滤净化熔体；最后通过热顶铸造方式铸造得到圆铸锭。

进一步的，其中均质化时，铸锭的加热温度为565～580℃，保温5小时后进入冷却室采用喷雾冷却，得到均质后的铸锭。

进一步的，人工时效时将固溶处理后的棒材在160～175℃下保温6～8小时，进行人工时效。