改进的6XXX铝合金及其生产方法技术

本发明专利技术公开了新6xxx铝合金体及其生产方法。所述新6xxx铝合金体可以通过制备用于固溶后冷加工的铝合金体、冷加工至少25％和随后热处理生产。所述新6xxx铝合金体可以实现改进的强度和其他性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】改进的6XXX铝合金及其生产方法 本申请是申请日为2011年9月8日、申请号为201180043288. 5、专利技术名称为"改 进的6XXX铝合金及其生产方法"的专利技术专利申请的分案申请。 相关申请的夺叉参考 本专利申请要求2010年9月8日提交的美国临时专利申请No. 61/381，040、2010 年10月8日提交的美国临时专利申请No. 61/391，46U2010年12月20日提交的美国临时 专利申请No. 61/425, 024和2011年1月28日提交的美国临时专利申请No. 61/437,515中 的每一份的优先权。上述专利申请的每一份的全部内容均通过引用结合在本文中。 本专利申请也与2011年9月8日提交的名称为"改进的2XXX铝合金及其生产方 法"的PCT专利申请No. PCT/US2011/050876、2011年9月8日提交的名称为"改进的7XXX 铝合金及其生产方法"的PCT专利申请No. PCT/US2011/050868和2011年9月8日提交的 名称为改进的铝锂合金及其生产方法的PCT专利申请No. PCT/US2011/050884有关。
技术介绍
铝合金在多种应用中是有用的。然而，改进铝合金的一种性能而不损害另一种性 能是难以实现的。例如，在不降低合金的韧性的情况下增加合金的强度是困难的。铝合金 的令人感兴趣的其他性能包括耐蚀性和抗疲劳裂纹扩展速率，仅举两个例子。
技术实现思路
大体上讲，本专利申请涉及改进的锻造、可热处理的铝合金及其生产方法。具体 地，本专利申请涉及改进的锻造6xxx错合金产品及其生产方法。通常，6xxx错合金产品 由于例如固溶后冷加工和冷加工后热处理等获得改进的综合性能，如下文进一步详细地描 述。 6xxx铝合金是含有硅和镁的铝合金，其中硅和镁的至少之一为除铝之外在铝合 金体中占优的合金元素。出于本申请的目的，6xxx错合金是具有0.1 - 2. Owt.%的娃和 0. 1 -0. 3wt.%的镁的铝合金，其中，硅和镁的至少之一为除铝之外在铝合金体中占优的合 ^&兀!素。 图1示出了用于生产乳制形式的6xxx铝合金产品的常规方法。在这种常规方 法中，6 XXX铝合金体（10)被铸造，此后将该铝合金体均匀化（11)并随后热乳至中等厚度 (12)。接着，将6xxx将铝合金体冷乳（13)至最终厚度，此后对其进行固溶热处理并淬火 (14)。"固溶热处理和淬火"等等在本文中通称作"固溶"，意指将铝合金体加热到合适的温 度，通常在溶线温度以上，在该温度保持足够长的时间以允许可溶性元素进入到固溶体中， 并且足够快速地冷却以将所述元素保持在固溶体中。可以通过足够快速的冷却限制溶质原 子沉积为粗糙的、不相干的粒子的方式，将在高温形成的固溶体保持在过饱和态。在固溶后 (14)，可以任选地将6xxx铝合金体少量（例如，1-5%)拉伸（15)以实现平整，进行热处理 (16)以及任选地经过最后的处理操作（17)。图1与用于生产T6状态的铝合金的工艺路径 一致（T6状态在本申请的下文中定义）。 图2示出了一个用于生产新6xxx铝合金产品的新方法的实施方案。在这种新方法 中，制备6 XXX铝合金体（100)用于固溶后冷加工，此后对该铝合金体进行冷加工（200)，并 且随后进行热处理（300)。该新方法也可以包括任选的最终处理（400)，如下文进一步详细 地描述。"固溶后冷加工"等等意指铝合金体在固溶后的冷加工。应用至6 XXX铝合金体的 固溶后冷加工的量通常是至少25%，例如大于50%的冷加工。通过第一固溶处理，和随后 至少25 %的冷加工，和随后将6xxx铝合金体适当地热处理，6xxx铝合金体可以实现改进的 性能，如下文进一步详细地描述。例如，相对于T6状态的常规铝合金产品，可以获得5-25% 或更高的强度增加，并且在将这些常规铝合金产品加工成T6状态所需要的时间的一部分 内（例如，比T6状态加工的合金快10% -90% )获得这种强度增加。新6XXX铝合金体也 可以获得良好的延展性，通常获得高于4%的延伸率，例如6-15%或更高的延伸率。也可以 保持和/或改进其他性能（例如，断裂韧性、耐蚀性、抗疲劳裂纹扩展性、外观）。 A.制备用于固溶后冷加工 如图2中所示，这种新方法包括制备用于固溶后冷加工（100)的铝合金体。可以 以多种方式制备用于固溶后冷加工（1〇〇)的铝合金体，包括使用常规的半连铸法（例如，铸 锭的直冷铸造）和连铸法（例如，双辊连铸）。如图3中所示，制备步骤（100)通常包括将 铝合金体设置成适合冷加工的形式（120)，并对该铝合金体进行固溶处理（140)。设置步 骤（120)和固溶步骤（140)可以依次出现或伴随彼此出现。多种制备步骤（100)的一些非 限制性实例在图4至图8中示出，这在下文中进一步详细地描述。制备用于固溶后冷加工 (100)的铝合金体的其他方法对于本领域技术人员来说是熟知的，而且尽管本文中没有明 确地描述，这些其他方法也在本专利技术的制备步骤（100)的范围。 在一种方案中，制备步骤（100)包括半连铸法。在一个实施例中，并参照图4,所 述设置步骤（120)包括铸造铝合金体（122)(例如，以铸锭或坯锭的形式），将铝合金体均 匀化（124)，热加工铝合金体（126)和任选地冷加工铝合金体（128)。在设置步骤（120)之 后，完成固溶处理步骤（140)。尽管铝合金体在铸造后（120)将不以铸锭/坯锭的形式，但 可以使用连铸操作完成类似步骤。 在另一个实施例中，并参照图5,制备步骤（100)包括铸造铝合金体（122)，将该 铝合金体均匀化（124)并热加工该铝合金体（126)。在本实施例中，可以完成热加工步骤 (126)以将可溶性元素置于固溶体中，此后将该铝合金体淬火（未示出），从而导致固溶处 理步骤（140)。这是设置步骤（120)和固溶处理步骤（140)伴随彼此完成的一个实施例。 本实施例可适用于模压淬火的产品（例如，型材）和热乳后被淬火的热乳产品等等。 在另一个方案中，制备步骤（100)包括连铸法，如带式连铸、杆材浇铸、双辊连铸、 双带式连铸（例如，黑兹利特（Hazelett)铸造）、牵引铸造（drag casting)和块铸等等。 制备步骤（1〇〇)的一个实施方案使用图6所示的连铸法。在这个实施例中，在大约相同的 时间（即彼此伴随地）铸造并固溶铝合金体（142)。铸造将铝合金体设置成足以冷加工的 形式。当铸造期间的固化速率足够迅速时，铝合金体也被固溶。在这个实施例中，铸造/固 溶处理步骤（142)可以包括在铸造后将铝合金体淬火（未显示）。本实施例可适用于双辊 连铸法以及其他铸造法。能够完成图6的方法的一些双辊连铸法在美国专利No. 7, 182, 825 和美国专利No. 6, 672, 368中被描述。 在另一个实施例中，并参照图7,制备步骤（100)包括铸造铝合金体（122)，以及在 铸造步骤（122)后，再将铝合金体固溶处理（140)。在这个实施例中，设置步骤（120)包括 铸造（122)。本实施例适用于双辊连铸法以及其他铸造法。 在另一个实施例中，并参照图8,制备步骤（100)包括铸造铝合金体（122)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：(a)制备用于固溶后冷加工的铝合金体，所述铝合金体具有0.1‑2.0wt.％的硅和0.1‑3.0wt.％的镁；(i)其中，所述制备步骤包括所述铝合金体的固溶处理；(ii)其中，所述硅和所述镁的至少之一是除铝之外在所述铝合金体中占优的合金元素；以及(iii)其中，所述铝合金体包含足够的溶质促进应变硬化响应和沉淀硬化响应其中至少之一，以实现至少60ksi的长横向拉伸屈服强度；以及(b)在所述制备步骤(a)之后，冷加工所述铝合金体至少50％；以及(c)在所述冷加工步骤(b)之后，热处理所述铝合金体；其中，完成所述冷加工步骤和所述热处理步骤，以实现至少60ksi的长横向拉伸屈服强度和至少大约6％的长横向延伸率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷杰夫·G·卡迈特，约翰·M·纽曼，拉尔夫·R·索泰尔，J·C·林，
申请(专利权)人：美铝公司，
类型：发明
国别省市：美国;US