(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111778461 A(43)申请公布日 2020.10.16
(21)申请号 201910271939.4(22)申请日 2019.04.04
(71)申请人 西南铝业（集团）有限责任公司
地址 401326 重庆市九龙坡区西彭镇西南
铝业（集团）有限责任公司(72)发明人 王燕 赵航
(74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限
公司 11227
代理人 罗满(51)Int.Cl.
C22F 1/053(2006.01)C22C 21/10(2006.01)
权利要求书2页 说明书7页 附图1页
CN 111778461 A(54)发明名称
一种7075超高强挤压棒材的生产工艺(57)摘要
本发明公开了一种7075超高强挤压棒材的生产工艺，包括：铸锭加热至420℃-440℃，所述铸锭的化学成分满足以下条件：以质量百分数
铁的含量不大于0.2，铜计，硅的含量不大于0.1，
的含量范围为1.65-1.9，镁的含量范围为2.7-3.0，铬的含量范围为0.25-0.3，锌的含量范围为5.8-6.1，锰的含量不大于0.25，钛的含量不大于0.15，镍的含量不大于0.05，其他未列出元素单个含量均不大于0.05，合计不大于0.15，余量为铝；挤压；固溶淬火；拉伸矫直；时效；取样；切成品。该生产工艺通过对7075化学成分进行优化，控制Fe、Si等杂质含量，提高Cu、Mg、Zn等强化相，再对7075热处理制度进行优化，生产出满足用户特殊要求的超高强挤压棒材。
CN 111778461 A
权 利 要 求 书
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1.一种7075超高强挤压棒材的生产工艺，其特征在于，包括：铸锭加热至420℃-440℃，所述铸锭的化学成分满足以下条件：以质量百分数计，硅的含量不大于0.1，铁的含量不大于0.2，铜的含量范围为1.65-1.9，镁的含量范围为2.7-3.0，铬的含量范围为0.25-0.3，锌的含量范围为5.8-6.1，锰的含量不大于0.25，钛的含量不大于0.15，镍的含量不大于0.05，其他未列出元素单个含量均不大于0.05，合计不大于0.15，余量为铝；
挤压，将加热至420℃-440℃的所述铸锭输送至挤压筒内，并通过挤压模具挤压出对应形状铝合金材，控制所述挤压模具温度范围为400℃-450℃，所述挤压机的筒温范围为420℃-450℃，挤压速度范围为0.3m/min-1.5m/min；
固溶淬火，将挤压出的铝合金棒材固溶后淬火，其中，固溶温度为470℃±5℃，固溶保温时间范围为60min-150min；
拉伸矫直；时效，对经过拉伸矫直的铝合金材进行人工时效，时效温度为140℃±5℃，时效保温时间范围为15h-17h；
取样；切成品。
2.根据权利要求1所述的7075超高强挤压棒材的生产工艺，其特征在于，所述时效保温时间为16h。
3.根据权利要求1所述的7075超高强挤压棒材的生产工艺，其特征在于，所述切成品后还包括：
成品检验；
将检验合格等的成品包装入库。
4.根据权利要求1所述的7075超高强挤压棒材的生产工艺，其特征在于，所述将挤压出的铝合金棒材固溶后淬火，具体包括：
将挤压出的铝合金棒材固溶后，浸入水中，淬火前水温≤38℃，淬火后水温≤43℃。5.根据权利要求1-4任一项所述的7075超高强挤压棒材的生产工艺，其特征在于，所述固溶保温时间按如下设置：
制品直径范为5.0～15.0mm，最大装炉量对应为900kg，则棒材的固溶保温时间范围为59℃-61℃；
制品直径范为15.1～35.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为59℃-61℃；
制品直径范为35.1～50.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为74℃-76℃；
制品直径范为50.1～59.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为99℃-101℃；
制品直径范为59.1～65.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间范围对应为99℃-101℃、119℃-121℃；
制品直径范为65.1～80.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间范围对应为134℃-136℃、149℃-151℃。
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CN 111778461 A
权 利 要 求 书
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6.根据权利要求5所述的7075超高强挤压棒材的生产工艺，其特征在于，所述固溶保温时间按如下设置：
制品直径范为5.0～15.0mm，最大装炉量对应为900kg，则棒材的固溶保温时间为60℃；制品直径范为15.1～35.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间为60℃；
制品直径范为35.1～50.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间为75℃；
制品直径范为50.1～59.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为100℃；
制品直径范为59.1～65.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间对应为100℃、120℃；
制品直径范为65.1～80.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间对应为135℃、150℃。
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说 明 书
一种7075超高强挤压棒材的生产工艺
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技术领域
[0001]本发明涉及铝合金加工技术领域，更具体地说，涉及一种7075超高强挤压棒材的生产工艺。
背景技术
[0002]铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。[0003]7075铝合金是一种冷处理锻压合金，强度高，远胜于软钢。7075是商用最强力合金之一。7075铝合金结构紧密，耐腐蚀效果强，对于航空、船用板材最佳。普通抗腐蚀性能、良好机械性能及阳极反应。细小晶粒使得深度钻孔性能更好，工具耐磨性增强。[0004]然而，7075T6合金挤压制品现行的挤压工艺很难满足用户提出的ф80mm以下的棒材抗拉强度≥620MPa，屈服强度≥580MPa，延伸率≥9％的要求，实际生产成品率极低。[0005]综上所述，如何有效地解决高性能要求7075铝合金挤压制品生产成品率极低等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。发明内容
[0006]有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种7075超高强挤压棒材的化学成分以及生产工艺，该生产工艺可以有效地解决高性能要求7075铝合金挤压制品生产成品率极低的问题。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：[0008]一种7075超高强挤压棒材的生产工艺，包括：[0009]铸锭加热至420℃-440℃，所述铸锭的化学成分满足以下条件：以质量百分数计，硅的含量不大于0.1，铁的含量不大于0.2，铜的含量范围为1.65-1.9，镁的含量范围为2.7-3.0，铬的含量范围为0.25-0.3，锌的含量范围为5.8-6.1，锰的含量不大于0.25，钛的含量不大于0.15，镍的含量不大于0.05，其他未列出元素单个含量均不大于0.05，合计不大于0.15，余量为铝；[0010]挤压，将加热至420℃-440℃的所述铸锭输送至挤压筒内，并通过挤压模具挤压出对应形状铝合金材，控制所述挤压模具温度范围为400℃-450℃，所述挤压机的筒温范围为420℃-450℃，挤压速度范围为0.3m/min-1.5m/min；[0011]固溶淬火，将挤压出的铝合金棒材固溶后淬火，其中，固溶温度为470℃±5℃，固溶保温时间范围为60min-150min；[0012]拉伸矫直；[0013]时效，对经过拉伸矫直的铝合金材进行人工时效，时效温度为140℃±5℃，时效保温时间范围为15h-17h；[0014]取样；
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说 明 书
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切成品。
[0016]优选地，上述7075超高强挤压棒材的生产工艺中，所述时效保温时间为16h。[0017]优选地，上述7075超高强挤压棒材的生产工艺中，所述切成品后还包括：[0018]成品检验；
[0019]将检验合格等的成品包装入库。[0020]优选地，上述7075超高强挤压棒材的生产工艺中，所述将挤压出的铝合金棒材固溶后淬火，具体包括：
[0021]将挤压出的棒材固溶后浸入水中，淬火前水温≤38℃，淬火后水温≤43℃。[0022]优选地，上述7075超高强挤压棒材的生产工艺中，所述固溶保温时间按如下设置：[0023]制品直径范为5.0～15.0mm，最大装炉量对应为900kg，则棒材的固溶保温时间范围为59℃-61℃；[0024]制品直径范为15.1～35.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为59℃-61℃；[0025]制品直径范为35.1～50.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为74℃-76℃；[0026]制品直径范为50.1～59.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为99℃-101℃；[0027]制品直径范为59.1～65.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间范围对应为99℃-101℃、119℃-121℃；[0028]制品直径范为65.1～80.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间范围对应为134℃-136℃、149℃-151℃。[0029]优选地，上述7075超高强挤压棒材的生产工艺中，所述固溶保温时间按如下设置：[0030]制品直径范为5.0～15.0mm，最大装炉量对应为900kg，则棒材的固溶保温时间为60℃；[0031]制品直径范为15.1～35.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间为60℃；[0032]制品直径范为35.1～50.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间为75℃；[0033]制品直径范为50.1～59.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间为100℃；[0034]制品直径范为59.1～65.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间对应为100℃、120℃；[0035]制品直径范为65.1～80.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间对应为135℃、150℃。
[0036]应用本发明提供7075超高强挤压棒材的生产工艺，通过对7075化学成分进行优化，控制Fe、Si等杂质含量，提高Cu、Mg、Zn等强化相，再对7075热处理制度进行优化，将铸锭加热至420℃-440℃后，输送至挤压筒内，并通过挤压模具挤压出对应形状铝合金棒材，控制挤压模具温度范围为400℃-450℃，挤压机的筒温范围为420℃-450℃，挤压速度范围为0.3m/min-1.5m/min；而后，将挤压出的铝合金棒材固溶后淬火，固溶温度为470℃±5℃，固
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说 明 书
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溶保温时间范围为60min-150min；对经过淬火处理的铝合金材进行拉伸矫直；对经过拉伸矫直的铝合金材进行人工时效，时效温度为140℃±5℃，时效保温时间范围为15h-17h；最后，取样，切成品。通过上述工艺，能够满足ф80mm以下的棒材抗拉强度≥620MPa，屈服强度≥580MPa，延伸率≥9％的要求。附图说明
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1为本发明一个具体实施例的7075超高强挤压棒材的生产工艺的流程示意图。具体实施方式
[0039]本发明实施例公开了一种7075超高强挤压棒材的生产工艺，以填补该项技术的空白，满足用户需求。
[0040]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0041]请参阅图1，图1为本发明一个具体实施例的7075超高强挤压棒材的生产工艺的流程示意图。
[0042]在一个具体实施例中，本发明提供的7075超高强挤压棒材的生产工艺，包括以下步骤：
[0043]S1：铸锭加热；
[0044]铸锭加热至420℃-440℃，铸锭加热前可进行铸锭准备，具体可参考现有技术中常规的铸锭准备操作。铸锭的化学成分满足以下条件：以质量百分数计，硅的含量不大于0.1，铁的含量不大于0.2，铜的含量范围为1.65-1.9，镁的含量范围为2.7-3.0，铬的含量范围为0.25-0.3，锌的含量范围为5.8-6.1，锰的含量不大于0.25，钛的含量不大于0.15，镍的含量不大于0.05，其他未列出元素单个含量均不大于0.05，合计不大于0.15，余量为铝，也就是如表1执行：
[0045]表1化学成分优化后的7075合金化学成分(质量分数)％
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说 明 书
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S2：挤压；
[0048]将加热至420℃-440℃的铸锭输送至挤压筒内，并通过挤压模具挤压出对应形状铝合金材，控制挤压模具温度范围为400℃-450℃，挤压机的筒温范围为420℃-450℃，挤压速度范围为0.3m/min-1.5m/min。具体挤压工序操作可参考现有技术，此处仅对挤压工序中的各项参数进行优化。即挤压过程工艺参数如下表执行：[0049]表2挤压工艺参数
[0050]
[0047]
筒温/℃铸锭温度/℃模具温度/℃挤压速度m/min420～450420～440400～4500.3～1.5
[0051]S3：固溶淬火；
[0052]将挤压出的高温铝合金材固溶后淬火，其中，固溶温度为470℃±5℃，固溶保温时间范围为60min-150min。具体固溶保温时间可根据铝合金棒材制品最大直径、最大装炉量进行设置，制品最大直径越大、最大装炉量越大，相应的固溶保温时间越长。[0053]S5：时效；
[0054]对经过拉伸矫直的铝合金材进行人工时效，时效温度为140℃±5℃，时效保温时间范围为15h-17h。时效保温时间优选为16h。具体时效工序操作可参考现有技术，此处仅对时效工序中的参数进行优化。[0055]S6：取样；[0056]S7：切成品。
[0057]具体取样的工序操作请参考现有铝合金挤压工艺的常规设置，此处不作具体限定。根据产品规格需求，相应切成品后即可得到7075铝合金挤压制品。[0058]综上，通过对7075化学成分进行优化，控制Fe、Si等杂质含量，提高Cu、Mg、Zn等强化相，再对7075热处理制度进行优化，生产出满足用户特殊要求的超高强挤压棒材。[0059]进一步地，步骤S7还包括：[0060]S8：成品检验；[0061]S9：将检验合格等的成品包装入库。[0062]具体的，上述步骤S3中将挤压出的铝合金棒材固溶后进行淬火，具体包括：将挤压出的铝合金棒材固溶后，浸入水中，淬火前水温≤38℃，淬火后水温≤43℃。[0063]在上述各实施例中，固溶保温时间按如下设置：[0064]制品直径范为5.0～15.0mm，最大装炉量对应为900kg，则棒材的固溶保温时间范
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合金7075
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围为59℃-61℃；[0065]制品直径范为15.1～35.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为59℃-61℃；[0066]制品直径范为35.1～50.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为74℃-76℃；[0067]制品直径范为50.1～59.0mm，最大装炉量对应为1500kg，则棒材的固溶保温时间范围为99℃-101℃；[0068]制品直径范为59.1～65.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间范围对应为99℃-101℃、119℃-121℃；[0069]制品直径范为65.1～80.0mm，最大装炉量对应分别为1500kg、2000kg，则棒材的固溶保温时间范围对应为134℃-136℃、149℃-151℃。[0070]更为具体的，型、棒、排材淬火加热保温时间及装炉量可按下表设置：[0071]表4棒材淬火加热保温时间及装炉量
[0072]
[0073]
通过对7075化学成分、挤压工艺以及热处理工艺的固化，生产出的棒材力学性能
均能满足用户需求，表4为批量化生产的棒材力学性能。[0074]表4批量化生产的7075合金挤压棒材的力学性能
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[0076]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他
实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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[0077]
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说 明 书
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对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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说 明 书 附 图
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图1
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