地鐵機車導電鋁合金型材配方及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明屬于金屬材料領域，尤其涉及一種地鐵機車導電鋁合金型材配方及其制備工藝。本發明的鋁型材配方由以下元素組分按重量百分比配制而成,0.45-0.5%的Si,0.5-0.65%的Mg,0.1-0.25%的Fe,Mn≤0.03%，Cr≤0.03%，Cu≤0.05%，Zn≤0.05%，Ti≤0.05%,其余單個雜質含量≤0.03%，其余雜質合計≤0.1%，余量為Al,各組分的重量百分比總和為100%，其制備方法包括熔鑄、均質化、鑄錠加熱、擠壓和熱處理步驟，熱處理步驟采用雙級人工時效熱處理，時效條件為T6+（210±5℃，2h）。本發明所制造的鋁合金硅化鎂強化相彌散均為，強度和抗晶間腐蝕性能良好。
【專利說明】地鐵機車導電鋁合金型材配方及其制備工藝
[0001]【【技術領域】】
本發明屬于金屬材料領域，尤其涉及一種地鐵機車導電鋁合金型材配方及其制備工藝。
[0002]【【背景技術】】
目前國內城市軌道交通架空剛性懸掛系統的匯流排一般是采用鋁合金型材，該匯流排的主要功能是傳導電流和夾持接觸線，因此對于鋁合金的導電性和力學性能有一定的要求，要達到抗拉強度≤215MPa，屈服強度≤160MPa，伸長率≤8%，20°C時，體積電阻率< 0.0329 Ω.mm2/m(相當于體積電導率IACS為52.5%)。而眾所周知，純度越高的鋁合金其導電性能越好，但力學性能越低。因此，提高材料的導電性能與提高材料的力學性能形成了一對矛盾。主要原因是熱處理強化相為硅化鎂及過剩硅與雜質鐵等所形成的雜質相，硅量較多時不僅降低材料的塑性，而且減低導電性。
[0003]【
【發明內容】
】
本發明旨在解決上述問題，而提供一種克服鋁合金剛性強度低、導電性能隨時間下降等弱點的地鐵機車導電鋁合金型材及其制備工藝。
[0004]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種地鐵機車導電鋁合金型材配方，配方由以下元素組分按重量百分比配制而成，0.45-0.5%的Si，0.5-0.65%的Mg, 0.1-0.25% 的 Fe, Mn ( 0.03%, Cr ( 0.03%, Cu ( 0.05%, Zn ( 0.05%, Ti ( 0.05%,其余單個雜質含量< 0.03%，其余雜質合計< 0.1%，余量為Al，各組分的重量百分比總和為
100% ο
[0005]一種地鐵機車導電鋁合金型材的制備工藝，包括熔鑄、均質化、鑄錠加熱、擠壓和熱處理步驟，熱處理步驟采用雙級人工時效熱處理，時效條件為T6+ (210±5°C，2h)。
[0006]進一步的，所述的熔鑄步驟采用Al含量不小于99.85wt%的工業純Al錠、Mg含量不小于99.95wt%的純Mg錠和Al-Si中間合金作原材料。
[0007]進一步的，熔鑄之前用Al含量不小于99.85wt%的工業純Al錠清洗熔鑄爐膛。
[0008]進一步的，鑄錠加熱步驟采用加熱技術為電磁感應加熱技術。
[0009]本發明的貢獻在于，提供了一種地鐵機車導電鋁合金型材配方及其制備工藝，該鋁合金型材達到20°C等體積電導率≤55%IACS，抗拉強度≤225Mpa，屈服強度≤185Mpa，延伸率> 13%，布氏硬度> 70的標準，實用電磁感應技術作為鑄棒升溫技術，避免了鑄棒加熱不均的現象，熔鑄之前用Al含量不小于99.85wt.%的工業純Al錠清洗熔鑄爐膛，確保爐子在熔煉過程中不污染熔體，熱處理步驟采用雙級人工時效熱處理，使得地鐵機車導電鋁合金的硅化鎂強化相彌散均為，強度和抗晶間腐蝕性能得到良好的配合。
[0010]【【具體實施方式】】
下列實施例是對本發明的進一步解釋和補充，對本發明不構成任何限制。
[0011]實施例1
本實施例采用的地鐵機車導電鋁合金型材的配方由以下元素組分按重量百分比配制而成，0.45% 的 Si, 0.5% 的 Mg, 0.2% 的 Fe, 0.02% 的 Mn, 0.02% 的 Cr, 0.04% 的 Cu, 0.03%的Zn，0.03 %的Ti，其余單個雜質含量< 0.03%，其余雜質合計< 0.1%，余量為Al，各組分的重量百分比總和為100%。其中Al為含量不小于99.85wt%的工業純Al錠、Mg為含量不小于99.95wt%的純Mg錠和高質量的Al-Si中間合金作原材料。熔鑄之前用Al含量不小于99.85wt.%的工業純Al錠清洗熔鑄爐膛。所有可能與熔體接觸的貼紙質工具都涂刷涂料，防止鐵質材料脫落掉進熔體里影響質量，嚴防熔體污染。熔體從熔鑄爐轉移到保溫爐過程中，采取特殊的保護措施防止鋁液污染。采用陶瓷聯合精煉凈化處理措施，選用高純氮氣和精煉劑對熔體進行精煉凈化處理，熔體鑄造前采取陶瓷過濾，進一步對鋁熔體進行除渣處理。鑄錠加熱采用電磁感應加熱技術，將工頻50HZ交流電轉變為中頻(300HZ以上至1000HZ)的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變為可調節的中頻電流，供給由電容和感應線圈里流過的中頻交變電流，在感應圈中產生高密度的磁力線，并切割感應圈里盛放的鋁棒，在鋁棒中產生很大的渦流，鋁棒最終在中頻爐的電磁感應作用下快速升溫。擠壓過程中采用分流模以提高擠壓效率。熱處理步驟中采用雙級人工時效熱處理工藝。鋁合金在固溶處理后進行人工時效，雖能獲得較高的強度，但也會有嚴重的晶間腐蝕傾向的缺點。在固溶處理后人工時效的基礎上進行雙級時效時，地鐵機車導電鋁合金強度總體上隨著二級時效溫度的升高和時效時間的延長逐漸降低，但抗晶間腐蝕性能得到顯著改善，并且腐蝕形貌由典型的晶間腐蝕轉變為輕微點蝕。在T6+(210±5°C，2 h)時效條件下，地鐵機車導電鋁合金的強度和抗晶間腐蝕性能得到良好的配合。[0012]盡管通過以上實施例對本發明進行了揭示，但本發明的保護范圍并不局限于此，在不偏離本發明構思的條件下，對以上各構件所做的變形、替換等均將落入本發明的權利要求范圍內。
【權利要求】
1.一種地鐵機車導電鋁合金型材配方，其特征在于:配方由以下元素組分按重量百分比配制而成，0.45-0.5% 的 Si, 0.5-0.65% 的 Mg, 0.1-0.25% 的 Fe, Mn ( 0.03%, Cr ( 0.03%,Cu ( 0.05%, Zn ( 0.05%, Ti ( 0.05%,其余單個雜質含量< 0.03%，其余雜質合計< 0.1%，余量為Al,各組分的重量百分比總和為100%。
2.一種地鐵機車導電鋁合金型材制備工藝，包括熔鑄、均質化、鑄錠加熱、擠壓和熱處理步驟，其特征在于:所述的熱處理步驟采用雙級人工時效熱處理，時效條件為T6+(210±5°C，2h)。
3.如權利要求2所述的地鐵機車導電鋁合金型材的制備工藝，其特征在于:所述的熔鑄步驟采用Al含量不小于99.85wt%的工業純Al錠、Mg含量不小于99.95wt%的純Mg錠和Al-Si中間合金作原材料。
4.如權利要求2所述的地鐵機車導電鋁合金型材的制備工藝，其特征在于:熔鑄之前用Al含量不小于99.85wt%的工業純Al錠清洗熔鑄爐膛。
5.如權利要求2所述的地鐵機車導電鋁合金型材的制備工藝，其特征在于:鑄錠加熱步驟采用加熱技術為電磁感應加熱技術。
【文檔編號】C22C21/08GK103911532SQ201410165492
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2014年4月24日
【發明者】羅銘強, 聶德鍵, 陳樹欽 申請人:廣東興發鋁業有限公司, 興發鋁業（成都）有限公司, 廣東興發鋁業（江西）有限公司