本发明专利技术公开了一种应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金，每100份中包含以下重量份的组分：Si 0.45～0.48份；Fe 0.20份；Mg 0.53～0.58份；Cu 0.05份；Zn 0.10份；Mn 0.01～0.03份；Ti 0.08份；Cr 0.01份；Al余量。本发明专利技术所述的铝合金采用天然气蓄热式矩形反射炉和立式半连续铸造机通过以下步骤制备：配料—熔炼—搅拌—合金化—精炼—静置—铸造—锯切—均匀化。本发明专利技术的应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金及其制备方法具有力学综合性能优异、表面质量高和成本低廉的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金
，具体为一种应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金及其制备方法。
技术介绍
铝合金车厢板，作为货车箱体板铝合金型材,主要要求有一定的力学性能及表面抗氧化腐蚀性能。铝合金在汽车上的应用可以追溯到20世纪早期，经过近一个世纪的发展，铝合金在车身上的应用比重正在不断上升，从发动机罩和行李箱盖开始，逐渐发展到全铝车身上。现在几乎所有的世界各大汽车公司都争相开发铝合金车身零部件，而如何使铝合金车身板代替传统的钢制板正是研究的热点。在国内，汽车铝合金型材的研发才刚刚起步，铝挤压型材在汽车上的应用仍然很少，目前的研究大多是小的零部件产品。在国外已经发展到大部分车身部件都可以实现铝材代替钢材，一些发达的欧美国家以及日本等在铝合金轻量化车身方面的研究已经取得了较大的成果，出现了像奥迪A8、捷豹XJ等全铝车身的车型。目前，应用在铝合金车厢板的主要为6060T66状态合金，6060T66状态合金要求其抗拉强度控制在215-240MPa范围内，且屈服强度≥200MPa，较EN755-2：2008标准要求160MPa高出许多。综合力学性能保证成为技术难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金，具有力学综合性能优异、表面质量高和成本低廉的特点。本专利技术可以通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一种应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金，每100重量份中包含以下重量份的组分：Si0.45～0.48份；Fe0.20份；Mg0.53～0.58份；Cu0.05份；Zn0.10份；Mn0.01～0.03份；Ti0.08份；Cr0.01份；Al余量。合金中Mn作用：能提高再结晶温度。型材MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用，对提高伸长率效果较明显，Mn具有降低和消除晶间腐蚀倾向。合金中Fe的作用：合金中含有少量的Fe(＜0.4％)时对力学性能没有坏影响，但Fe能使制品表面阳极化处理后表面色泽变坏。在合金中杂质Fe形成金属间化合物消耗Si，当Si无过剩时产生粗大的FeAl6相在挤压时影响型材表面质量，在阳极氧化时使阳极氧化膜模糊、不透明。由于Fe是原铝锭中的正常杂质，基于目前的技术状态还不能保证熔炼过程中不发生增Fe的现象，因此从生产成本角度考虑，合金中Fe不超过0.3％，一般可控制在0.2％以内。合金中Cu的作用：合金中加入Cu能形成CuAl2，增加热处理强化效果。但加入Cu后合金抗腐蚀性能大大下降，成本明显增加。Si、Mg加入形成Mg2Si可起到力学性能强化作用，加之考虑加入Cu带来的危害及成本增加，Cu可以不加，含量应控制在0.1％以内。合金中Cr的作用：Cr在6060合金中当含量超过0.01％时，挤压表面毛刺缺陷严重。所以严格控制Cr在6060合金中的存在量。合金中Ti的作用：Ti添加在0.02％-0.08％时，可以减少铸锭的柱状晶组织，改善铸造性能，细化制品的晶粒，但Ti含量过高，会影响阳极氧化表面处理质量。合金中Zn的作用：Zn是合金中的杂质元素，对合金的性能影响不大，所以加入量越少越好，本专利技术合金一般控制在0.1％以内。进一步地，在所述应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金中，其他金属元素杂质单一含量≤0.03份，所有金属元素杂质含量总和≤0.10份。一种应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金的制备方法，采用天然气蓄热式矩形反射炉和立式半连续铸造机以上述应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金的配比，通过以下步骤制备：配料—熔炼—搅拌—合金化—精炼—静置—铸造—锯切—均匀化。通过上述变化，其挤压性能和型材质量将得到很大改善。晶内偏析消失将降低挤压时金属流动的不均匀性，提高挤压型材的表面光洁度；组织中粗大不平衡相Mg、Si质点和粗大Al-Fe-Si相粒子的减少、细化将减轻型材表面裂纹倾向，提高挤压速度；Mg2Si相充分固溶则是强化合金，提高其力学性能的首要条件。进一步地，所述配料步骤为：采用牌号为Al99.70的重熔铝锭、Mg99.80的原生镁锭、Si95F的速熔硅、牌号为75Mn的锰剂。熔体的细化处理采用Φ9.5mmAl-5Ti-B以线状在线加入。进一步地，所述熔炼步骤为：合金熔炼在蓄热式天然气熔化保温炉中进行；首先将炉底和炉壁表面的渣清理干净，预热炉体至800℃，在使用小块炉料铺底，再将铝锭和中间合金一次性装入炉内升温熔化，烧嘴过剩空气比例系数控制在1.05，炉内压力控制在15Pa，紧闭炉门；当表层金属熔化后，探底，若仍有未熔化的金属，则应将未熔化的金属推到高温区推移，此时调整烧嘴天然气流量，过剩空气系数控制在1.10，当炉底金属全部熔化后，首先扒去熔体表面的浮渣，然后用纯度不低于99.999％的氮气搅拌10～15min。精炼管出口沿炉底前后左右平稳移动确保均匀、充分；然后加入速熔硅，升温到730-750℃，加入镁锭。加镁时将镁锭压入铝液内使其熔化，使用高纯氮气喷粉一次精炼，精炼剂使用量为2kg/t，精炼时间一次不得少于15min。在精炼和搅拌的过程中，液面被吹起的高度100～150mm；最后平稳地扒去表面浮渣，开始取样，取样温度720℃～750℃。在本步骤中，通过熔体净化，可以获得高质量的熔体，具体说来，本步的熔体的净化主要通过三方面来控制，首先，保证原材料的干净和干燥；其次，精炼过程、转流、铸造过程中，避免铝液的翻滚，减少新的氧化物和吸气的产生；最后，加强熔体的除气除渣，不仅采用了先进的惰性气体炊(喷)粉精炼法，而且采用了玻璃丝布和泡沫陶瓷过滤板和玻璃丝布三级过滤。在本步中，采用惰性气体除气，利用氢的扩散性，在铝液中通入高纯惰性气体，形成小气泡，游离的氢将会扩散到惰性气体的气泡中，并随着惰性气体气泡的上升带出铝液，达到除气的效果。惰性气体小气泡的体积越小，弥散度越高，除气效果就越好。在惰性气体小气泡上升的过程中，可将表面吸附的细小的夹杂带出铝液，达到除渣的目的，只有非常细小的颗粒可以被吸附除去，对于较大颗粒的夹杂，仍然需要通过过滤的方式去除。经过在线除气和过滤后，使熔体的含氢量稳定的控制在0.18ml/100gAl以下，采用溴甲醇法对熔体中的氧化铝分析表明，金属中最终的氧化铝含量为0.001％左右。对经过在线除气过滤处理和未经处理的铸棒进行力学性能测试结果表明，经过处理的铸锭，抗拉强度平均提高15Mpa以上，而且延伸率平均提高20％以上。进一步地，所述精炼包括一次精炼和二次精炼，在一次精炼后静候进行一次取样，所述精炼和静置的步骤包括：一次精炼后，转炉至静置炉进行二次精炼，通过一次取样的分析结果，进行补料或者冲淡；精炼过程采用氮气纯度不低于99.999％的高纯氮气喷粉精炼，还原性粉状精炼剂，高纯氮气的精炼压力控制以铝液面有轻微翻滚为宜；精炼时，精炼管出口在炉内前后左右平稳移动，精炼时间控制在15min以上，精炼结束后，扒去表面浮渣,取样分析，静置15min～30min，二次精炼完成后进行取样，检验合格后，开始铸造。进一步地，在进行铸造前，进行铸造前准备，清洁和干燥流槽、过滤箱、分流盘；50ppi陶瓷过滤板提前安装在过滤箱内，过滤板周围不得有缝隙，并且预热至700℃以上；在过滤箱入口前端要安装玻璃丝过滤网。进一步地，所述铸造中，根据铸棒的规格，其工艺参数为：铸棒规格为178m本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金，其特征在于：每100重量份中包含以下重量份的组分： Si 0.45～0.48份；Fe 0.20份；Mg 0.53～0.58份；Cu 0.05份；Zn 0.10份；Mn 0.01～0.03份；Ti 0.08份；Cr 0.01份； Al余量。
【技术特征摘要】
1.一种应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金，其特征在于：每100重量份中包含以下重量份的组分：Si0.45～0.48份；Fe0.20份；Mg0.53～0.58份；Cu0.05份；Zn0.10份；Mn0.01～0.03份；Ti0.08份；Cr0.01份；Al余量。2.根据权利要求1所述的应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金，其特征在于：在所述应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金中，其他金属元素杂质单一含量≤0.03份，所有金属元素杂质含量总和≤0.10份。3.一种权利要求1～2所述的应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金的制备方法，其特征在于：采用天然气蓄热式矩形反射炉和立式半连续铸造机以权利要求1或2的配比，通过以下步骤制备：配料—熔炼—搅拌—合金化—精炼—静置—铸造—锯切—均匀化。4.根据权利要求3所述的应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金的制备方法，其特征在于：所述配料步骤为：采用牌号为Al99.70的重熔铝锭、Mg99.80的原生镁锭、Si95F的速熔硅、牌号为75Mn的锰剂；熔体的细化处理采用Φ9.5mmAl-5Ti-B以线状在线加入。5.根据权利要求3所述的应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金的制备方法，其特征在于：所述熔炼步骤为：合金熔炼在蓄热式天然气熔化保温炉中进行；首先将炉底和炉壁表面的渣清理干净，预热炉体至800℃，在使用小块炉料铺底，再将铝锭和中间合金一次性装入炉内升温熔化，烧嘴过剩空气比例系数控制在1.05，炉内压力控制在15Pa，紧闭炉门；当表层金属熔化后，探底，若仍有未熔化的金属，则应将未熔化的金属推到高温区推移，此时调整烧嘴天然气流量，过剩空气系数控制在1.10，当炉底金属全部熔化后，首先扒去熔体表面的浮渣，然后用纯度不低于99.999%的氮气搅拌10～15min；精炼管出口沿炉底前后左右平稳移动确保均匀、充分；然后加入速熔硅，升温到730~750℃，加入镁锭；加镁时将镁锭压入铝液内使其熔化，使用高纯氮气喷粉一次精炼，精炼剂使用量为2kg/t，精炼时间一次不得少于15min；在精炼和搅拌的过程中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈东，朱世安，余琳玲，
申请(专利权)人：广东豪美铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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