一种7075铝合金排材生产工艺及用于该生产工艺的挤压模具的制作方法

1.本发明涉及铝合金加工技术领域，具体涉及一种7075铝合金排材生产工艺及用于该生产工艺的挤压模具。


背景技术：

2.由于铝及铝合金具有易成型、机加工性能优异、比强度高且轻量化的特点，使其广泛应用在航空航天领域、汽车领域及机械加工领域。7075铝合金是一种高强度铝合金，目前在民机、工业机械、结构件以及手电筒等小件上的应用已经很普遍。
3.7075铝合金t6/t6511状态具有强度高的优点，被广泛应用在承载力要求高且服役环境较为恶劣的工况下，在该应用中，对其耐磨性和耐蚀性的要求较高，因此，为满足要求，通常对7075铝合金进行阳极氧化处理，使其表面具有一定厚度的氧化膜。
4.7075铝合金中元素总含量通常在9.5～13％之间，高元素含量使其内部物相含量较多，导致物相尺寸均匀性难以控制且表面形成的自然氧化膜层的连续性难以控制，致使挤压加工的排材经机加工和阳极氧化后容易出现色差、黑线、花纹缺陷，影响排材的表观质量，造成交付延期和不良品比例增加。对缺陷产品分析和测试得知，色差是由材料内部晶粒尺寸或强化相的数量和尺寸差异所导致的缺陷；花纹是材料内部晶粒尺寸和化合物尺寸及分布差异所导致的缺陷；黑线是由晶粒尺寸差异和化合物分布不均的综合作用所导致的缺陷。
5.申请号为cn201810502603.x、主体名称为一种降低黑线比例的7075铝合金扁排制造方法及7075铝合金扁排与应用的专利文件，公开了一种降低黑线比例的7075铝合金扁排制造方法，该制造方法的核心技术原理是降低si、fe和cu元素含量，以减少形成黑线的硬脆粗大化合物的含量，例如降低al7cu2fe的含量；同时，提高固溶热处理温度，使材料中s相(al2cumg)充分回溶至基体。该制造方法中对si和fe元素的较低水平控制，导致了废料添加比例低，且使用99.85％铝锭增加了熔铸成本，对于因晶粒尺寸差异导致的黑线和色差问题仍无法得到有效解决。
6.可见，提供一种在不改变目前7075铝合金中si和fe含量的情况下能够有效避免机加工氧化后排材的色差、黑线和材料纹等问题的生产工艺，对7075铝合金的研发应用来说具有重要意义。


技术实现要素：

7.针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种7075铝合金排材生产工艺及用于该生产工艺的挤压模具，该生产工艺中，7075铝合金中的元素含量按照合金注册的范围值控制；生产工艺主要包括挤压成型、离线固溶热处理、拉伸处理和人工时效。挤压模具的模孔均匀分布在本体轴线的四周。使用该生产工艺得到的排材，在无须对si和fe含量进行特殊控制的前提下，有效解决机加工氧化后的色差、黑线和材料纹问题，降低了熔铸成本；同时，采用多孔模具挤压，提高了生产效率，保证产品质量的一致性。使用该生产工艺得到的排
材，可用于航空座椅结构件和汽车轻量化承载件。
8.本发明的技术方案如下：
9.一种7075铝合金排材生产工艺，该7075铝合金中的元素含量按照合金注册的范围值控制；
10.生产工艺主要包括挤压成型、离线固溶热处理、拉伸处理和人工时效；
11.挤压成型，将加热后的挤压模具和铸锭通过挤压机挤压成型；其中，模具加热温度为385～450℃，铸锭温度为365～425℃，挤压筒温度为370～415℃，压余为40～80mm，挤压排材出料速度为0.8～1.3m/min；
12.挤压速度影响排材的表面质量和内部组织均匀度，影响氧化后排材的色差控制，因此，挤压速度在排材生产中具有极为重要的作用；
13.离线固溶热处理，包括固溶保温和水冷淬火；
14.拉伸处理，排材在长度方向发生1.50～2.60％的塑性伸长；该过程，能够消除挤压过程中产生的应力。
15.优选的，该7075铝合金的元素组成中，si和fe的元素含量范围为：si≤0.40％、fe≤0.50％；使用上述生产工艺时，按照上述范围控制即可，无须严格低控si和fe的量(即，si＜0.20％，fe＜0.30％这种更低要求的控制)。
16.优选的，所述7075圆铸锭中，合金元素组成包括：si≤0.40％，fe≤0.50％，cu：1.25～1.65％，mn≤0.30％，mg：2.15～2.65％，cr：0.20～0.26％，zn：5.15～5.65％，ti≤0.10％，其他单个≤0.05％，其他合计≤0.15％。
17.优选的，7075铝合金铸锭直径≥500mm，铝熔体经过炉内精炼、在线snif精炼、陶瓷过滤板过滤及在线晶粒细化，使氢含量满足≤0.12ml/(100gal)，得到铸锭；铸造工艺为：水温22～35℃，铸造温度685～700℃，铸造速度55～65mm/min，水流量38～48立方米/分钟；所述圆铸锭经铸造后的双级均匀化热处理工艺为：一级均质430～450℃保温5～6小时，二级均质465～475℃，保温24～30小时。
18.优选的，所述圆铸锭铸造用铝熔体要采用炉内精炼和在线精炼使氢含量满足≤0.12ml/100gal，所述炉内精炼温度为715～755℃，精炼转子速度450～550rpm，氩气流量为230～280slpm，氯气流量为1.0～2.0slpm，精炼时间≥60分钟；所述在线精炼为snif装置除气，温度为720～750℃，转子转速650～750rpm，氩气流量为120～130slpm，氯气流量为10～15slpm。
19.优选的，所述圆铸锭铝熔体在铸造前要经过在线细化和在线过滤处理，所述在线细化晶粒所用变质剂为直径9.5mm的al-5ti-b，其添加速度为140～150cm/min；所述在线过滤采用双级陶瓷过滤板，其规格为30ppi+50ppi。
20.优选的，对铸锭进行双级均匀化处理，一级，430～450℃保温5～6小时，二级，465～475℃，保温24～30小时；一级均匀化处理的主要目的是减小铸锭芯部和靠近表面位置的温度差异，避免加热过程中受热不均而产生开裂，减小芯部和靠近表层位置在二级均匀化热处理温度下的实际保温时间差异。
21.优选的，离线固溶热处理中，固溶保温温度为462～478℃，10mm排材按50min保温时间计算；其余规格排材的保温时间按照排材厚度每10mm至少增加25min确定；固溶保温时间以金属到温为计时依据。
22.优选的，离线固溶热处理中，水冷淬火为浸水淬火或喷淋式淬火；当为浸水淬火时，冷却前后水温≤38℃，淬火转移时间≤18秒，在排材表面无水沸腾前必须将其维持浸入冷却水中；当为喷淋式淬火时，顶部水流量设置为300～350l/s，底部水流量设置为230～280l/s，传输速度为180～300mm/s。
23.一种挤压模具，包括本体，本体为圆柱形；
24.在本体上设有n个模孔，n为大于等于2的正整数；
25.所述模孔均匀分布在本体轴线的四周；
26.铸锭在进入挤压筒后，受挤压杆的挤压力进入挤压模具生产排材；挤压杆施力过程中，在铸锭接触面上的不同位置产生有差异的作用力，尤其是中心部位和边缘部位，压力差异较为显著，导致铸锭的中心部位和边缘部位产生受力差异，因此，本发明中设置至少2个模孔，并将模孔均匀分布在本体轴线的四周以尽可能的保证铸锭产出排材的部位受力一致，从而使产出的型材质量更加均匀。相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
27.1、本发明中，无需对7075铝合金中的si和fe元素含量进行特殊低控，使得该生产工艺操作简单、易控性高、易于操作，降低了生产成本，更适于工业生产。
28.2、使用本发明的工艺，能够在不使用较高成本控制低含量si和fe的前提下，采用特定的挤压模具将经均匀化热处理的铸锭高效地挤压成排材，且保证挤压后排材的质量一致性高；将排材经过离线固溶热处理、拉伸矫直和人工时效后，能够使其达到最终的使用状态，工艺简单、易控。
29.3、使本发明的生产工艺生产宽度≥100mm、厚度≥20mm的排材，经阳极氧化后其截面心部位置无黑线、色差和材料纹类缺陷，经机加工和阳极氧化后可用于航空座椅和汽车轻量化承载件。
附图说明
30.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，对于本领域普通技术人员而言，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。
31.图1为直径≥500mm的铸锭晶粒尺寸分布图。
32.图2为本发明双孔挤压模具、三孔挤压模具、四孔挤压模具的结构示意图。
33.图3为模具的纵截面图。
34.图4为现有技术双孔挤压模具、三孔挤压模具、四孔挤压模具的结构示意图。
35.图5为实施例1生产的7075-t6511排材氧化后表面形貌照片。
36.图6为对比例1生产的7075-t6511排材氧化后表面形貌照片。
37.图7为对比例1生产的7075-t6511排材中材料条纹缺陷分析图。
38.图8为实施例2生产7075-t6511排材横截面中心部位氧化后无黑线缺陷照片。
39.图9为对比例2生产7075-t6511排材氧化后横截面中心部位黑线、边部与中心色差照片。
40.图中，1-模具本体，2-模孔，201-m部，202-n部，3-本体轴线，4-b侧，5-a侧，6-弧形凹槽，7-直角凹槽，8-工作带，9-空刀。
具体实施方式
41.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
42.下面对本发明实施例提供的一种7075铝合金排材生产工艺进行具体说明。
43.结合图1-图3，本发明提供了一种7075铝合金排材生产工艺，包括以下步骤：
44.s1、备料及熔铸，按照7075铝合金注册的元素含量范围值，本发明中，7075铝合金铸锭，包括下述重量百分比的组分：si≤0.40％，fe≤0.50％，cu：1.25～1.65％，mn≤0.30％，mg：2.15～2.65％，cr：0.20～0.26％，zn：5.15～5.65％，ti≤0.10％，其他单个≤0.05％，其他合计≤0.15％；
45.将铝合金原料熔炼，熔炼过程中要进行炉内精炼和在线精炼使氢含量满足≤0.12ml/100gal，炉内精炼温度为715～755℃，精炼转子速度450～550rpm，氩气流量为230～280slpm，氯气流量为1.0～2.0slpm，精炼时间≥60分钟；在线精炼为snif装置除气，温度为720～750℃，转子转速650～750rpm，氩气流量为120～130slpm，氯气流量为10～15slpm；
46.圆铸锭在铸造前的铝熔体要经过在线细化和在线过滤处理，使用直径9.5mm的al-5ti-b作为变质剂，其添加速度为140～150cm/min；在线过滤采用双级陶瓷过滤板，其规格为30ppi+50ppi；
47.将熔炼后的熔体铸造后，得到铸锭，该铸锭为圆铸锭，其直径≥500mm；长度根据挤压机参数和排材断面信息合理确定；
48.圆铸锭铸造工艺主要包括以下控制：水温22～35℃，铸造温度685～720℃，铸造速度55～105mm/min，水流量38～48立方米/分钟；
49.圆铸锭经铸造后的双级均匀化热处理工艺为：一级均质430～450℃保温5～6小时，二级均质465～475℃，保温24～30小时；铸造速度和铸造温度要根据铸造装备、直径规格和化学成分进行调整，最终目的是控制晶粒尺寸≤120μm，从而最大程度上使化合物均匀分布；其中，均匀化热处理要以金属到温为准开始对保温时间进行计时，均匀化热处理是保证化合物中元素尽可能多的扩散溶解至铝基体中的方式，从而最大程度上避免该类化合物的聚集导致的氧化后材料条纹缺陷；
50.对于直径≥500mm圆铸锭而言，如图1所示，其晶粒尺寸的分布特点是晶粒尺寸自边缘向心部，晶粒尺寸逐渐增大，即边部晶粒尺寸细小，心部尺寸粗大；而化合物尺寸分布与晶粒尺寸分布相反，这主要是由于越靠近铸锭心部的晶粒尺寸越大，在均匀化热处理过程中，心部到温时间长且因晶粒尺寸大导致晶内元素扩散路径长，使得心部化合物尺寸更大；
51.s2、将加热后的挤压模具和铸锭通过挤压机挤出成型，挤压模具加热温度为385～450℃，铸锭温度为365～425℃，挤压筒温度为370～415℃，压余为40～80mm，挤压排材出料速度为0.8～1.3m/min；
52.挤压模具，包括本体，在本体上设有n个模孔，n为大于等于2的正整数；模孔均匀分布在本体轴线的四周；
53.铸锭在进入挤压筒后，受挤压杆的挤压力进入挤压模具生产排材；挤压杆施力过程中，在铸锭接触面上的不同位置产生有差异的作用力，尤其是中心部位和边缘部位，压力差异较为显著，导致铸锭的中心部位和边缘部位产生受力差异，因此，本发明中设置至少2个模孔，并将模孔均匀分布在本体轴线的四周以尽可能的保证铸锭产出排材的部位受力一致，从而使产出的型材质量更加均匀；
54.图2中列举了三种模具的结构，模孔分别为2个、3个、4个，而无论是几个模孔，均以本体轴线为中心均匀分布；
55.结合图2可知，本发明提供的模具，模孔均布在本体轴线的四周，其优势在于，可以将圆铸锭沿着箭头所指方向进行分流，基于直径≥500mm圆铸锭的晶粒尺寸和化合物分布特点，使得在挤压得到排材的过程中，对铸锭中心位置和边部的晶粒尺寸和化合物分布重新调控，从而得到的排材种晶粒分布和化合物分布更加均匀，从而保证排材机加工氧化后表面质量一致，无色差、无黑线；
56.本发明中，模孔结构如下：
57.结合图2，本发明的模孔正视图为长条形孔；
58.该模孔靠近本体轴线的一侧为b侧，远离本体轴线的一侧为a侧；
59.模孔包括依次连接的m部和n部；m部的尺寸大于n部的尺寸；
60.铸锭依次进入m部和n部，m部的尺寸大于n部的尺寸设置，使得铸锭呈渐缩状挤压，减少排材表面桔纹等缺陷，提高排材质量；
61.m部的a侧为弧形凹槽，弧形凹槽的设置，使得在挤压时产出的残料在剪切过程中能够与m部端面平整，避免裹入气体在产品表面形成气泡缺陷；
62.m部的b侧为直角凹槽，与弧形凹槽同时使用，使得m部成为过渡区，尽可能减小排材的表观缺陷；
63.n部包括工作带和空刀，工作带与m部连接；
64.靠近b侧的工作带长度较靠近a侧的工作带长度长5～15mm，本发明中，靠近b侧的工作带长度为d，d＝20mm，靠近a侧的工作带长度为s，s＝10mm；该设置，能够加大工作带对b侧排材表面的摩擦力和变形程度，减小a侧和b侧的变形程度导致的晶粒尺寸差异，使排材的晶粒分布更加均匀；
65.图4给出了目前现有技术中的模具结构，可以看出，其模孔分布与本发明的模孔分布不同，因此，目前的模具也无法达到使挤压过程中的圆铸锭沿本发明设定的方向分流；
66.以图2中双孔挤压模具为例，在挤压变形过程中，圆铸锭心部(b侧)的金属经过两个模孔间的分流，使得变形量增大，增大了化合物的破碎程度，同时使得排材厚度方向边部位置(a侧和b侧)的晶粒尺寸和化合物分布差异大幅减小，从而避免出现因晶粒尺寸和化合物差异导致的色差和黑线缺陷；而在图4的中，以单孔模具为例，单孔模具挤出成型的排材，其横截面中心位置的晶粒尺寸直接由直径≥500mm的圆铸锭圆心部晶粒尺寸经过较小程度的变形遗传而来，而靠近排材厚度方向边部位置的晶粒尺寸与横截面心部相差很大；化合物分布与晶粒尺寸分布特点一致，也呈现出与圆铸锭中分布特点一致的遗传性，从而使得单孔模具挤出排材在机加工氧化后心部和边部存在因晶粒尺寸和化合物尺寸分布差异导致的色差和黑线缺陷；
67.s3、将挤压排材进行离线固溶热处理，其中，离线固溶热处理包括固溶保温和水冷
淬火两个过程；
68.固溶热处理保温温度为462～478℃，10mm排材按50min计算，其余规格排材的保温时间按照排材厚度每10mm至少增加25min确定(以金属到温为计时依据)；
69.固溶热处理后要使用水冷淬火，可以是浸水淬火，冷却前后水温≤38℃，淬火转移时间≤18秒，在排材表面无水沸腾前必须将其维持浸入冷却水中；水冷淬火也可以是喷淋式淬火，顶部水流量设置为300～350l/s，底部水流量设置为230～280l/s，传输速度为180～300mm/s；
70.s4、对固溶热处理后的排材进行拉伸处理，去除应力，拉伸去应力过程使得排材在长度方向发生1.50～2.60％的塑性伸长；
71.s5、随后将排材进行人工时效处理至峰值性能状态，人工时效温度为105～135℃，时效时间18～28小时，采用较低温度时选择较长时间，采用较高温度时选择较短时间。
72.以下结合实施例对本发明方法的特征和性能作进一步的详细描述。
73.实施例1
74.一种7075铝合金排材生产工艺，排材的目标尺寸为：宽度420mm，厚度32mm，过渡圆角为r4，合金状态要求为7075-t6511，具体步骤如下：
75.s101、制备si和fe含量无特殊控制要求的7075铝合金圆铸锭，其成分配比为：si 0.25％，fe 0.30％，cu 1.45％，mn 0.11％，mg 2.45％，cr 0.22％，zn 5.55％，ti 0.05％，其他单个≤0.05％，其他合计≤0.15％；该圆铸锭直径规格550mm(车皮至535mm使用)，长度为1500mm；
76.备料后，将铝合金原料熔炼后得到熔体，熔体在炉内精炼，炉内精炼温度为设定值735℃，精炼转子速度设定值500rpm，设定值250slpm，设定值1.5slpm，精炼时间60分钟；
77.使用直径9.5mm的al-5ti-b作为变质剂，在snif前均匀添加，其添加速度设定值145cm/min；
78.在线精炼为snif装置除气，温度设定值735℃，转子转速设定值700rpm；氩气流量设定值125slpm；氯气流量设定值12.5slpm；铝熔体经过snif装置后，测得的氢含量为0.058ml/100gal；
79.铝熔体流出snif后进入30ppi+50ppi双级陶瓷板进行过滤净化；
80.圆铸锭铸造工艺主要包括以下控制：水温22～35℃，铸造温度设定值705℃；铸造速度设定值65mm/min；水流量设定值43立方米/分钟；
81.圆铸锭经铸造后的双级均匀化热处理工艺为：一级均质温度设定值445℃，保温设定值5.5小时，二级均质设定值470℃，保温时间设定值29.5小时；
82.s102、挤压成型，挤压模具为双孔模具(见图2)，模孔沿本体轴线上下分布；将加热后的挤压模具和圆铸锭通过120mn正向挤压机挤出成型，模具加热温度设定值为390℃，圆铸锭温度设定值380℃，挤压筒设定值390℃，压余设定为45mm，挤压排材出料速度设定值0.9m/min，排材经挤出后使用风冷进行冷却，冷却风量设定为80％；
83.s103、将挤压排材在卧式淬火炉进行固溶热处理，炉子精度
±
5℃，设定温度473℃，保温时间设定值120min；保温结束后使用水冷淬火，冷却前后水温≤38℃，顶部水流量设置为320l/s，底部水流量设置为270l/s，传输速度设定值为185mm/s；
84.s104、对离线固溶热处理后的排材在6小时内转移至800吨拉伸机进行拉伸去应
力，使得排材在长度方向发生设定值1.8％的塑性伸长；
85.s105、随后将排材进行人工时效处理，人工时效前将排材两两间隔≥50mm摆放至料筐中，在精度为
±
5℃的30米长时效炉进行时效，设定温度值为121℃，时效时间设定值24小时，得到宽度420mm，厚度32mm，过渡圆角为r4的排材，该排材的合金状态为7075-t6511。
86.实施例2
87.一种7075铝合金排材生产工艺，与实施例1的区别在于：
88.排材的目标尺寸为：宽度380mm，厚度36mm，过渡圆角为r4，合金状态要求为7075-t6511；
89.7075合金圆铸锭的成分配比为：si 0.18％，fe 0.20％，cu 1.43％，mn 0.12％，mg 2.51％，cr 0.21％，zn 5.58％，ti 0.03％，其他单个≤0.05％，其他合计≤0.15％。
90.采用与实施例1相同的工艺参数，并根据需求选定模具的模孔尺寸，制得宽度380mm，厚度36mm，过渡圆角为r4的排材，排材的合金状态为7075-t6511。
91.实施例3
92.一种7075铝合金排材生产工艺，与实施例1的区别在于：
93.排材的目标尺寸为：宽度350mm，厚度50mm，过渡圆角为r4，合金状态要求为7075-t6511；
94.7075合金圆铸锭的成分配比为：si 0.26％，fe 0.42％，cu 1.43％，mn 0.12％，mg 2.51％，cr 0.21％，zn 5.58％，ti 0.03％，其他单个≤0.05％，其他合计≤0.15％；
95.将挤压排材在卧式淬火炉进行固溶热处理，炉子精度
±
5℃，设定温度473℃，设定值160min；保温结束后使用水冷淬火，冷却前后水温≤38℃，顶部水流量设置为350l/s，底部水流量设置为320l/s，传输速度设定值为195mm/s。
96.除上述不同外，其余采用与实施例1相同的工艺参数，并根据需求选定模具的模孔尺寸，制得宽度350mm，厚度50mm，过渡圆角为r4的排材，排材的合金状态为7075-t6511。
97.对比例1
98.该对比例1提供了一种常规的7075铝合金排材生产工艺，对实施例1相比，其主要不同在于圆铸锭均匀化热处理制度为：一级均质温度设定值520℃，保温时间设定值2.5小时，二级均质设定值460℃，保温时间设定值20小时；
99.制得的排材宽度420mm，厚度32mm，过渡圆角为r4，合金状态为7075-t6511。
100.对比例2
101.该对比例2提供了一种常规的7075铝合金排材生产工艺，对实施例1相比，其主要不同在于圆铸锭均匀化热处理制度为：一级均质温度设定值420℃，保温时间设定值2.5小时，二级均质设定值460℃，保温时间设定值20小时；
102.所用的挤压模具为图4的单孔模具挤压，挤压排材出料速度为设定值1.0m/min，所用圆铸锭为车皮后直径535mm，名义长度800mm；
103.制得的排材宽度380mm，厚度36mm，过渡圆角为r4，合金状态为7075-t6511。
104.检测：
105.将实施例1和对比例1所生产的排材取样，在同等条件下进行阳极氧化处理，见图5和图6；结合图5和图6对比可以直接看出，对比例1所生产排材表面和内部均存在明显材料纹缺陷。
106.将图6中所示材料纹进行金相、扫描电镜及光谱分析，结果见图7，结果表明，材料条纹主要为al7cu2fe和alcufe等化合物，这些化合物分布较为集中，这与均质温度低、均质保温时间短，化合物扩散不充分有直接关系。
107.将实施例2和对比例2所挤出排材取样品，进行了同等条件下的阳极氧化处理，结果见图8和图9；结合图9可以看出，对比例2横截面中心位置存在明显黑线缺陷，且边部与中心位置色差明显，而结合图8可以看出，实施例2截面中心位置黑线不可见，中心位置与边部无明显色差。
108.通过上述实施例和对比例可以看出，使用本发明生产的7075铝合金排材，经氧化后横截面中心位置无黑线，且排材表面及内部无材料条纹缺陷。相比而言，对比例所用生产工艺参数和过程控制与本发明存在明显差异，对比例所生产排材经氧化或机加工氧化后也存在明显的横截面中心位置黑线、表面和内部材料条纹缺陷。
109.综上所述，本发明提供的一种7075铝合金排材生产工艺，能够在不使用较高成本控制低含量si和fe含量的前提下，采用本发明的挤压模具挤压和经纯净度特殊控制和均匀化热处理的圆铸锭，高效地挤压成型排材产品，并经过离线固溶热处理、拉伸矫直和人工时效将其热处理至最终的使用状态，所生产排材经机加工氧化后截面无色差、黑线和材料纹缺陷。
110.尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种7075铝合金排材生产工艺，其特征在于，该7075铝合金中的元素含量按照合金注册的范围值控制；生产工艺主要包括挤压成型、离线固溶热处理、拉伸处理和人工时效；挤压成型，将加热后的挤压模具和铸锭通过挤压机挤压成型；其中，模具加热温度为385～450℃，铸锭温度为365～425℃，挤压筒温度为370～415℃，压余为40～80mm，挤压排材出料速度为0.8～1.3m/min；离线固溶热处理，包括固溶保温和水冷淬火；拉伸处理，排材在长度方向发生1.50～2.60％的塑性伸长；该过程，能够消除挤压过程中产生的应力。2.如权利要求1所述的7075铝合金排材生产工艺，其特征在于，该7075铝合金的元素组成中，si和fe的元素含量范围为：si≤0.40％、fe≤0.50％。3.如权利要求2所述的7075铝合金排材生产工艺，其特征在于，所述7075圆铸锭中，合金元素组成包括：si≤0.40％，fe≤0.50％，cu 1.25～1.65％，mn≤0.30％，mg 2.15～2.65％，cr 0.20～0.26％，zn 5.15～5.65％，ti≤0.10％，其他单个≤0.05％，其他合计≤0.15％。4.如权利要求3所述的7075铝合金排材生产工艺，其特征在于，7075铝合金铸锭直径≥500mm，铝熔体经过炉内精炼、在线snif精炼、陶瓷过滤板过滤及在线晶粒细化，使氢含量满足≤0.12ml/(100gal)，得到铸锭；铸造工艺为：水温22～35℃，铸造温度685～700℃，铸造速度55～65mm/min，水流量38～48立方米/分钟；所述圆铸锭经铸造后的双级均匀化热处理工艺为：一级均质430～450℃保温5～6小时，二级均质465～475℃，保温24～30小时。5.如权利要求4所述的7075铝合金排材生产工艺，其特征在于，所述圆铸锭铸造用铝熔体要采用炉内精炼和在线精炼使氢含量满足≤0.12ml/100gal，所述炉内精炼温度为715～755℃，精炼转子速度450～550rpm，氩气流量为230～280slpm，氯气流量为1.0～2.0slpm，精炼时间≥60分钟；所述在线精炼为snif装置除气，温度为720～750℃，转子转速650～750rpm，氩气流量为120～130slpm，氯气流量为10～15slpm。6.如权利要求5所述的7075铝合金排材生产工艺，其特征在于，所述圆铸锭铝熔体在铸造前要经过在线细化和在线过滤处理，所述在线细化晶粒所用变质剂为直径9.5mm的al-5ti-b，其添加速度为140～150cm/min；所述在线过滤采用双级陶瓷过滤板，其规格为30ppi+50ppi。7.如权利要求6所述的7075铝合金排材生产工艺，其特征在于，对铸锭进行双级均匀化处理，一级，430～450℃，保温时间为5～6小时，二级，465～475℃，保温时间为24～30小时。8.如权利要求1所述的7075铝合金排材生产工艺，其特征在于，离线固溶热处理中，固溶保温温度为462～478℃，10mm排材按50min保温时间计算；其余规格排材的保温时间按照排材厚度每10mm至少增加25min确定；固溶保温时间以金属到温为计时依据。9.如权利要求8所述的7075铝合金排材生产工艺，其特征在于，离线固溶热处理中，水冷淬火为浸水淬火或喷淋式淬火；当为浸水淬火时，冷却前后水温≤38℃，淬火转移时间≤18秒，在排材表面无水沸腾前必须将其维持浸入冷却水中；当为喷淋式淬火时，顶部水流量设置为300～350l/s，底部水流量设置为230～280l/s，传输速度为180～300mm/s。10.一种挤压模具，其特征在于，该模具应用于权利要求1-9任一项所述的7075铝合金
排材生产工艺中，所述挤压模具，包括本体，在本体上设有n个模孔，n为大于等于2的正整数；所述模孔均匀分布在本体轴线的四周。

技术总结
本发明提供了一种7075铝合金排材生产工艺及用于该生产工艺的挤压模具，该生产工艺中，7075铝合金中的元素含量按照合金注册的范围值控制；生产工艺主要包括挤压成型、离线固溶热处理、拉伸处理和人工时效。挤压模具包括本体，在本体上设有n个模孔，n为大于等于2的正整数；所述模孔均匀分布在本体轴线的四周。使用该生产工艺得到的排材，在无须对Si和Fe含量进行特殊控制的前提下，有效解决机加工氧化后的色差、黑线和材料纹问题，降低了熔铸成本；同时，采用多孔模具挤压，提高了生产效率，保证产品质量的一致性。使用该生产工艺得到的排材，可用于航空座椅结构件和汽车轻量化承载件。可用于航空座椅结构件和汽车轻量化承载件。可用于航空座椅结构件和汽车轻量化承载件。


技术研发人员：王兴瑞 曹善鹏 孙有政 唐和壮 李莹 王莹宁 史晓明 周况
受保护的技术使用者：山东南山铝业股份有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/13