一种全铝挂车用铝合金及其制备方法技术

技术编号:15797594 阅读:81 留言:0更新日期:2017-07-11 12:12
一种全铝挂车用铝合金及其制备方法,所述全铝挂车用铝合金的成分及质量百分比组成为:Mg 0.4~0.6%,Si 0.6~0.9%,Li 0.5~0.7%,Zr 0.01~0.02%,C 0.002~0.004%,Re 0.03~0.05%,Fe ≤0.15%,Mn ≤0.1%,余量为Al和不可避免的杂质,杂质单个≤0.05%,总量≤0.15%。本发明专利技术全铝挂车用铝合金具有强度高、塑性好、耐腐蚀和焊接性能优良的特点,适合于制造厢式、集装箱式、油罐式、栏板式、仓栅式等全铝挂车的车厢、车体、枕梁、横梁等,具有广阔的市场应用前景。

Aluminum alloy for full aluminium trailer and preparation method thereof

With Aluminum Alloy and a preparation method of the aluminum trailer, all aluminum trailer components and mass percentage of Aluminum Alloy consists of: Mg 0.4 ~ 0.6%, 0.6 ~ 0.9% Si, Li 0.5 ~ 0.7%, 0.01 ~ 0.02% Zr, C 0.002 ~ 0.004%, 0.03 ~ 0.05% Re, Fe = 0.15%, Mn = 0.1%, balance of Al and unavoidable impurities, the single impurity is less than 0.05%, the total amount of less than 0.15%. The invention of aluminum trailer with Aluminum Alloy has high strength, good plasticity, corrosion resistance and good welding performance characteristics, suitable for manufacturing, container, van tank type, bar plate, warehouse gate type aluminum trailer car, car body, beam and a transverse beam, with a broad market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种全铝挂车用铝合金及其制备方法
本专利技术属于铝合金
,具体是涉及一种全铝挂车用铝合金及其制备方法。
技术介绍
挂车是指由汽车牵引而本身无动力驱动装置的车辆,分为全挂车和半挂车。挂车是公路运输的重要车种,常见挂车包括栏板式挂车、平板式挂车、低平板式挂车、仓栅式挂车、厢式挂车、集装箱式挂车、自卸式挂车、油罐式挂车、散装水泥式挂车和车辆运输式挂车等。传统挂车主要以钢铁材料制造,钢铁材料虽有强度高的特点,但存在重量大、耐腐蚀性差等缺点,导致挂车油耗大、排放量大、寿命短、维护成本高等问题。铝合金具有密度小、耐腐蚀等优点,随着挂车轻量化的发展,挂车的车厢、车体、枕梁、横梁等都迫切需要高强度、耐腐蚀、焊接性能和成形性能优良的铝合金来替代现有的钢铁材料,以达到车身结构的轻量化和节能减排的目的。所谓全铝挂车即挂车主要部件均为铝合金结构,如挂车的车厢、车体、枕梁、横梁等。6xxx系铝合金属于中等强度的可热处理强化铝合金,广泛用于建筑、包装、机械、电子等领域。但目前常用的6101、6005、6063、6061等牌号的6xxx系铝合金,虽然具有良好的成形性能、耐腐蚀性能和焊接性能,但是Mg、Si含量较低,强度也普遍较低,抗拉强度通常小于300MPa,无法满足全铝挂车轻量化对铝合金强度的要求。随着6xxx系铝合金中Mg、Si元素含量的升高,Mg2Si强化相的数量增多,合金的强度随之升高。但随着合金强度的上升,合金的塑性开始下降,成形性能、耐腐蚀性能和焊接性能也开始变坏,又无法满足全铝挂车轻量化发展对铝合金成形性能、耐腐蚀和焊接性能的要求。因此,迫切需要开发一种高强度、耐腐蚀、焊接性能和成形性能优良的铝合金来满足全铝挂车轻量化的发展要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述存在问题和不足,提供一种强度高、塑性好、耐腐蚀、焊接性能优良的全铝挂车用铝合金及其制备方法。本专利技术的技术方案是这样实现的:本专利技术所述的全铝挂车用铝合金,其特点是由以下成分及质量百分比组成:Mg0.4~0.6%,Si0.6~0.9%,Li0.5~0.7%,Zr0.01~0.02%,C0.002~0.004%,Re0.03~0.05%,Fe≤0.15%,Mn≤0.1%,余量为Al和不可避免的杂质,杂质单个≤0.05%,总量≤0.15%,其中所述Re的成分组成及质量百分比为:Pr11.7%,Nd24.5%,Pm8.5%,Sm27.1%,Eu2.4%,Gd25.8%。优选的,本专利技术所述的全铝挂车用铝合金,由以下成分及质量百分比组成:Mg0.5%,Si0.8%,Li0.6%,Zr0.015%,C0.003%,Re0.04%,Fe≤0.15%,Mn≤0.1%,余量为Al和不可避免的杂质,杂质单个≤0.05%,总量≤0.15%,其中所述Re的成分组成及质量百分比为:Pr11.7%,Nd24.5%,Pm8.5%,Sm27.1%,Eu2.4%,Gd25.8%。本专利技术所述的全铝挂车用铝合金的制备方法,其特点是包括以下步骤:第一步:选用工业纯铝锭、纯镁锭、速溶硅、Al10Li合金、Al5Zr1C合金和混合稀土Re作为原材料;第二步:将纯铝锭在720~760℃加热熔化,并加入占原材料总重量为0.4~0.6%的纯镁锭、0.6~0.9%的速溶硅和5~7%的Al10Li合金,搅拌熔化成铝合金液;第三步:对铝合金液精炼除气除渣后,再加入占原材料总重量为0.2~0.4%的Al5Zr1C合金和0.03~0.05%的混合稀土Re,搅拌使铝合金液的成分均匀;第四步:将铝合金液降温至680~720℃并静置0.5~1小时,然后铸造成铝合金;第五步:将铝合金在520~540℃固溶处理3~5小时,水淬后,在170~180℃时效处理8~12小时,随炉冷却后得到全铝挂车用铝合金。本专利技术与现有技术相比,具有以下优点:本专利技术全铝挂车用铝合金的室温抗拉强度大于320MPa,屈服强度大于280MPa,伸长率大于12%,具有强度高、塑性好、耐腐蚀和焊接性能优良的特点,适合于制造厢式、集装箱式、油罐式、栏板式、仓栅式等全铝挂车的车厢、车体、枕梁、横梁等,具有广阔的市场应用前景。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术所述的全铝挂车用铝合金,由以下成分及质量百分比组成:Mg0.4~0.6%,Si0.6~0.9%,Li0.5~0.7%,Zr0.01~0.02%,C0.002~0.004%,Re0.03~0.05%,Fe≤0.15%,Mn≤0.1%,余量为Al和不可避免的杂质,杂质单个≤0.05%,总量≤0.15%。优选的,所述全铝挂车用铝合金的成分及质量百分比组成为:Mg0.5%,Si0.8%,Li0.6%,Zr0.015%,C0.003%,Re0.04%,Fe≤0.15%,Mn≤0.1%,余量为Al和不可避免的杂质,杂质单个≤0.05%,总量≤0.15%。所述Re的成分组成及质量百分比为:Pr11.7%,Nd24.5%,Pm8.5%,Sm27.1%,Eu2.4%,Gd25.8%。其中,Mg和Si是本专利技术全铝挂车用铝合金的主要合金元素,Mg和Si通过形成Mg2Si强化相相来增强铝合金的强度。Mg和Si的含量越高,Mg2Si强化相的数量也越多,铝合金的强度也越高。但随着合金强度的上升,塑性开始下降,成形性能、耐腐蚀性能、焊接性能和氧化着色性能也开始变坏。为了保证合金具有足够的强度、塑性以及良好的耐腐蚀性能、焊接性能和氧化着色性能,因此,Mg含量选择在0.4~0.6%,Si含量选择在0.6~0.9%,优选的,Mg含量为0.5%,Si含量为0.8%。Li是最轻的金属元素,在全铝挂车用铝合金中加入Li,首先可以降低铝合金的密度,提高铝合金的比强度和比刚度,达到轻量化的效果。其次是Li在铝合金的时效过程中还会析出纳米尺寸的Al3Li和Al2MgLi强化相,这些强化相可以钉扎位错、亚晶和晶界,提高铝合金的强度、塑性和焊接性能。添加0.5~0.7%的Li即可对铝合金产生明显的强化效果,优选的,Li添加量为0.6%。Zr、C是以Al5Zr1C合金的形式加入到铝合金中,Al5Zr1C合金是由氟锆酸钾和碳粉的混合物与铝液反应得到,内部含有大量的ZrC粒子。Al5Zr1C合金是一种新型的铝合金晶粒细化剂,专利技术人的大量实验证明,Al5Zr1C合金比现有的Al5Ti1B和Al5Ti1C合金具有更强的晶粒细化能力,添加0.2~0.4%的Al5Zr1C合金,铝合金中含有0.01~0.02%的Zr和0.002~0.004%的C,可显著细化铝合金的晶粒,改善铝合金的组织均匀性,提高铝合金的塑性和成形性能,优选的,Al5Zr1C合金添加量为0.2%,铝合金中含有0.015%的Zr和0.003%的C。Re是含有Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd共六种轻稀土元素的混合稀土,轻稀土元素的物理化学性质活泼,能与铝合金液中的氢、氧、铁、锰、铜、锌、铬等杂质元素反应生成高熔点、高稳定性的稀土化合物,对铝合金液有深度净化作用,可以消除杂质元素的有害影响,同时稀土元素还有固溶强化和稀土化合物第二相强化作用,从而可以进一步提高铝合金的强度、耐腐蚀性能和焊接性能。专利技术人的实验研究表明,添加含有Pr、Nd、本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种全铝挂车用铝合金,其特征在于由以下成分及质量百分比组成:Mg 0.4~0.6%,Si 0.6~0.9%,Li 0.5~0.7%,Zr 0.01~0.02%,C 0.002~0.004%,Re 0.03~0.05%,Fe ≤0.15%,Mn ≤0.1%,余量为Al和不可避免的杂质,杂质单个≤0.05%,总量≤0.15%,其中所述Re的成分组成及质量百分比为:Pr 11.7%,Nd 24.5%,Pm 8.5%,Sm 27.1%,Eu 2.4%,Gd 25.8%。

【技术特征摘要】
1.一种全铝挂车用铝合金,其特征在于由以下成分及质量百分比组成:Mg0.4~0.6%,Si0.6~0.9%,Li0.5~0.7%,Zr0.01~0.02%,C0.002~0.004%,Re0.03~0.05%,Fe≤0.15%,Mn≤0.1%,余量为Al和不可避免的杂质,杂质单个≤0.05%,总量≤0.15%,其中所述Re的成分组成及质量百分比为:Pr11.7%,Nd24.5%,Pm8.5%,Sm27.1%,Eu2.4%,Gd25.8%。2.根据权利要求1所述的全铝挂车用铝合金,其特征在于由以下成分及质量百分比组成:Mg0.5%,Si0.8%,Li0.6%,Zr0.015%,C0.003%,Re0.04%,Fe≤0.15%,Mn≤0.1%,余量为Al和不可避免的杂质,杂质单个≤0.05%,总量≤0.15%,其中所述Re的成分组成及质量百分比为:Pr11.7%,Nd24.5...

【专利技术属性】
技术研发人员:聂德键李辉罗铭强王顺成
申请(专利权)人:广东兴发铝业有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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