本发明专利技术涉及一种汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金及其制备方法，所述铝合金按质量百分比，由以下组分组成：Si 0.2‑0.6％、Fe 0.35％、Cu 0.1％、Zn 0.1％、Mg 0.45‑0.9％、Mn 0.1％、Cr 0.1％、Ti 0.1％、Re 0.05‑0.6％、Er 0.05‑0.9％，Al余量。制备方法包括：按比例进行配料，熔炼和浇铸成型，得到铸件；再经过均匀化退火、挤压、热轧和冷轧，即得。本发明专利技术在铝合金中联合加入了稀土Er和混合稀土，显著提高了6063铝合金的硬度、力学性能，显著降低6063铝合金的晶间腐蚀速率；制备方法简单，成本低，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金领域，特别涉及一种汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金及其制备方法。
技术介绍
铝合金具有密度小、塑性好、比强度和比刚度高、耐蚀性优良、焊接性佳、淬火敏感系数低、易于成型、工艺简单、成本低廉等优点而成为装备轻量化的首选材料，被广泛应用于汽车、船舶、火车等民用以及航空航天等军事领域之中。随着社会的进步、工业应用的更高要求，对铝合金的性能要求越来越高。为了更好的增强铝合金的韧性、强度、刚度、抗腐蚀和抗高温等性能，经过不断研究发现将微量元素微合金化是最有成效的手段之一。纯铝的力学性能在加入合金元素后能得到十分明显的增强。经常在铝合金进行合金化时添加一些合金元素，比如Cu、Mg、Si、Mn、Cr、Ti、等元素，或者在铝合金合金化时加入微量的稀土元素，比如La、Ce、Er、Sc、Y等元素。对于铝镁硅铝合金来说，合金元素、包括稀土元素在铝合金中的强化作用，主要可以通过固溶强化、过剩相强化、组织细化与变质强化、冷变形强化、弥散强化、时效强化等来实现。在铝及铝合金中添加稀土元素具有：1、变质作用。在铝及铝合金中添加适量的稀土元素具有明显的变质作用和细化作用，对其枝晶晶间距有明显的减小作用，从而细化铝合金铸态晶体颗粒组织。2、净化作用。稀土元素可以与铝合金中的很多有害杂质元素结合形成金属间化合物，所以能有效清除铁、硫、氢和过剩游离态硅等杂质元素造成的缺陷。降低其夹杂物、气孔率和针孔度。3、合金化或微合金化作用。稀土元素及其与铝合金基体的基本元素之间形成的化合物可以作为第二相粒子，这种粒子能够增强铝合金的韧性，增加铝合金的耐腐蚀性和力学性能。各项研究证明在铝合金中添加微量元素是提高铝合金性能最有效的途径之一，稀土钪是已知的最有效的元素，但其高昂的价格和极少的储量让工业化应用的可能性不复存在。急于寻找一种可替代元素。稀土铒为第68号元素，它的电子逸出功为3.12eV，原子直径大小为0.3514，熔点为1522.0℃，密度大小是8.795g/cm3，而且其化学性质十分活泼，能够和O发生反应生成Er2O3氧化物，而且能够和S、Fe、H、C以及Si等多种不同元素互相反应生成那些高稳定性、
高熔点的化合物。在地壳中稀土铒元素的含量非常多，但是因为比起其它那些应用广泛的稀土如钪、铕等的价格要便宜的不少，因此对于稀土铒在促进铝合金产业的应用领域提供了很大的优越性。对6系铝合金进行微合金化是改善其组织和性能的关键性方法。将合金元素添加进入铝合金中后，这些被添加的合金元素将会在铝合金凝固过程中与铝合金基体反应生成金属间化合物，这种化合物将能够成为合金化后的铝合金的形核中心，从而可以使得铝合金的晶体颗粒组织变小变细，进而改善铝合金的综合性能。除了添加比较传统的合金化元素，如Mn、Zr、Cu等在6系合金中得到了较大的使用范围，稀土元素加入到铝合金后，能与Al结合形成AlRe化合物，这种化合物对铝合金具有较为明显的净化精炼作用、微合金化作用以及变质作用，可以显著增强铝合金材料的抗热性、力学强度及其硬度。稀土Er在6系合金中具有与Sc类似的强化作用，而Er的价格仅为Sc的1/40。将微量的稀土Er加入到铝合金中可以显著细化合金的铸态晶粒组织；能够在较好的保证铝合金的韧性变化不大的基础上，较大限度的增强高纯铝的室温力学强度；可以阻碍或推迟了铝合金重结晶阶段的进行，使得铝合金的重结晶温度增加大约50℃左右，对于铝合金的高温性能的提高有显著改善作用。混合稀土是由稀土矿中提取出含有镧、铈、镨、钕及少量钐、铕、钆混合的氧化物或氯化物经熔盐电解制出的金属。稀土总量大于98％，铈大于48％的轻稀土。铝合金中常常加入微量的Ti、V、Cr、Mn和Zr等过渡元素或稀土元素Re，它们与A1、Fe和si相互作用，对合金的各种性质具有显著影响，唯一缺点就是成本高。这些过渡元素固溶于a(Al)中，不但能提高合金的再结晶温度，而且即使在比较缓慢的冷却速度下也很难析出，必须在随后加热时才析出，析出物呈点状，是Mn或Cr和A1及其它元素的化合物，其分布状态对合金性能影响很大，成为有些合金弥散强化的主要相。我国稀土资源蕴藏量十分丰富，其开发潜力大、应用前景非常广。稀土在铝合金方面的应用是铝合金研究前沿课题之一，越来越受到国内外专家、学者的广泛关注。由于大部分汽车天窗导轨都需要加工成弧状，否则将造成弯弧过程弧度不稳定，废品率高和加工效率降低的后果。因此在型材生产过程中如何保持挤出产品尺寸稳定性和时效后产品硬度和力学性能稳定性成为汽车天窗导轨生产过程控制中的主要问题。同时，由于天窗导轨特殊加工类型，经常需要在产品上冲压出一些凹坑但不能出现折角出开裂情况，所以对于铝棒成分在设计配比时应保持MgSi强化相处于中等偏下水平。在确保产品力学性能强度情况下提高产品延伸率。汽车天窗导轨用铝型材应具有：产品精度高、尺寸稳定性要求高；形状复杂，产品断面极度不对称；悬臂大，开模难度大；型材需要良好的力学性能稳定性。目前使用最普遍的是6063和6060。6063铝合金是一种可热处理强化的Al-Mg-Si系合金，主要合金元素为镁和硅，具有优良的挤压性能、焊合性能、抗腐蚀性能、加工性能、韧性；可热处理强化，冲击韧性高，对缺口不敏感，淬火敏感性低，淬火温度范围宽，同时易于抛光，表面处理种类繁多，是当今世界最典型的应用最广泛的挤压合金。该系合金主要特点即为良好的可挤压性和加工性。但是依然存在耐腐性差、硬度偏差较大、尺寸和性能稳定性欠高等的缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金及其制备方法，在铝合金中联合加入了稀土Er和混合稀土，显著提高了6063铝合金的力学性能，显著降低6063铝合金的晶间腐蚀速率；制备方法简单，成本低，具有良好的应用前景。本专利技术的一种汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金，所述铝合金按质量百分比，由以下组分组成：Si 0.2-0.6％、Fe 0.35％、Cu 0.1％、Zn 0.1％、Mg 0.45-0.9％、Mn 0.1％、Cr 0.1％、Ti 0.1％、Re 0.05-0.5％、Er 0.05-0.9％，Al余量。优选的，所述铝合金按质量百分比，由以下组分组成：Si 0.2-0.6％、Fe 0.35％、Cu 0.1％、Zn 0.1％、Mg 0.45-0.9％、Mn 0.1％、Cr 0.1％、Ti 0.1％、Re 0.05-0.6％、Er 0.05-0.6％，Al余量。最优选的，所述铝合金按质量百分比，由以下组分组成：Si 0.6％、Fe 0.35％、Cu 0.1％、Zn 0.1％、Mg 0.9％、Mn 0.1％、Cr 0.1％、Ti 0.1％、Re 0.5％、Er 0.5％，Al余量。本专利技术的一种汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金的制备方法，包括：按比例进行配料，熔炼和浇铸成型，得到铸件；再经过均匀化退火、挤压、热轧和冷轧，即得汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金。所述熔炼温度为730～745℃。所述浇铸成型的工艺参数为：铸锭温度710～730℃，铸锭尺寸Φ100。所述均匀化退火的工艺参数为：温度为540～550℃，时间为9～12小时。所述挤压的工艺参数为：挤压温度495℃～525℃，挤压速度4m/min，时效温本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金，其特征在于：所述铝合金按质量百分比，由以下组分组成：Si 0.2‑0.6％、Fe 0.35％、Cu 0.1％、Zn 0.1％、Mg 0.45‑0.9％、Mn 0.1％、Cr 0.1％、Ti 0.1％、Re 0.05‑0.6％、Er 0.05‑0.9％，Al余量。
【技术特征摘要】
1.一种汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金，其特征在于：所述铝合金按质量百分比，由以下组分组成：Si 0.2-0.6％、Fe 0.35％、Cu 0.1％、Zn 0.1％、Mg 0.45-0.9％、Mn 0.1％、Cr 0.1％、Ti 0.1％、Re 0.05-0.6％、Er 0.05-0.9％，Al余量。2.根据权利要求1所述的一种汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金，其特征在于：所述铝合金按质量百分比，由以下组分组成：Si 0.2-0.6％、Fe 0.35％、Cu 0.1％、Zn 0.1％、Mg 0.45-0.9％、Mn 0.1％、Cr 0.1％、Ti 0.1％、Re 0.05-0.6％、Er 0.05-0.6％，Al余量。3.根据权利要求2所述的一种汽车天窗导轨用稀土微合金化铝合金，其特征在于：所述铝合金按质量百分比，由以下组分组成：Si 0.2％、Fe 0.35％、Cu 0.1％、Zn 0.1％、Mg 0.45％、Mn 0.1％、Cr 0.1％、Ti 0....
【专利技术属性】
技术研发人员：夏新明，尤黎民，何晓亮，何红刚，
申请(专利权)人：宁波宏协承汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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