一种铝合金及其挤压型材的加工方法技术

一种铝合金及其挤压型材的加工方法，铝合金组分及重量百分比为：Si 0.6%‑1.4%，Mg 0.7%‑1.3%，Cu 0.1%‑1%，Mn 0.1%‑1%，Ti 0.01%‑0.15%，Zr≤0.2%，Cr≤0.5%，Fe≤0.4%，Zn≤0.25%，其余为Al；所述铝合金还需满足：Mg+Si+Cu的重量百分比范围为1.4%‑3.7%、Mg/Si摩尔比为0.7‑1.5、Mn+Cr+Zr的重量百分比范围为0.1%‑1.5%。加工方法：（1）均匀化处理合金的铸锭；（2）铸锭挤压成铝型材；（3）挤压生产；（4）在线淬火；（5）拉伸矫直；（6）采用人工时效。本发明专利技术工艺简单，生产成本低。

A processing method of aluminum alloy and its extruded profile

A processing method for aluminum alloy and its extruded profiles, and the percentage of aluminum alloy components and weight is: Si 0.6%, Mg, 0.7%, 1.3%, Cu 0.1% 1%, Mn 0.1% 0.1% 1%, Ti 0.01% 0.15%, Zr < 0.2%, Cr < 0.5%, Fe < < 0.4%, Zn < < 0.25%, and the rest as Al; the aluminum alloy also needs to be satisfied: Mg+Si+Cu weight percentage The range is 1.4%, 3.7%, the Mg/Si molar ratio is 0.7, 1.5, and the weight percentage of Mn+Cr+Zr is 0.1% 0.1% 1.5%. Processing methods: (1) homogenizing the alloy ingot; (2) the ingot is extruded into aluminum profile; (3) extrusion production; (4) on-line quenching; (5) stretching and straightening; (6) artificial aging. The invention has the advantages of simple process and low production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金及其挤压型材的加工方法
本专利技术属于合金
，具体涉及一种铝合金及其挤压型材的加工方法。
技术介绍
近年来，随着国家节能减排、绿色环保政策法规的实施，创建资源节约型、环境友好型社会步伐的加快，汽车轻量化越来越被社会所关注。铝及其合金加工材料由于具有密度小、比强度高、抗冲击性能好、耐腐蚀、良好的加工成型性以及极高的再回收、再生性等一系列优良特性，成为实现汽车轻量化最理想的首选材料。随着汽车轻量化的发展需要，对材料的力学性能提出了更加严格的要求，同时要求材料更容易加工变形，生产成本更低。2xxx系和7xxx系铝合金虽然具有很高的强度，但是不容易挤压成型，难以生产一些形状复杂的空心型材。6xxx系铝合金为中等强度铝合金，但其相对较低的强度严重制约了6xxx系合金在某些强度要求较高的型材构件上的应用。同时增加Mg，Si，Cu等元素含量，可以提高铝合金的强度，但是过量的Cu含量会使合金在挤压时变形抗力增加，相应的空心型材的挤压生产困难。因此，合金开发时需要匹配好Mg，Si和Cu元素含量，使合金在达到较高强度的同时具有良好的挤压性能。6xxx系型材在交通车辆上往往需要经MIG/TIG焊接，而焊接接头的强度软化严重，极大影响了车辆的使用寿命和安全性能。如6005A合金，焊接强度仅为母材的60％-65％。专利CN201210103588.4专利技术了一种高焊接强度的Al-Mg-Si合金，合金成分及重量百分比为Si0.5％-0.9％，Mg0.4％-0.7％，Mn&lt;0.5％，Cr&lt;0.3％，Mn+Cr0.12％-0.5％，Fe&amp;lt;0.35％，Zn&lt;0.2％，Ti&lt;0.1％，Cu0.2％-0.5％，另外还包括Er0.2％-0.8％，Zr0.2％-0.6％和Sc0.3％-1.2％中的一种或多种，其他合金成分总量不超过0.15％，其余为Al，该合金焊接强度显著提高。专利CN201610372088.9公布了一种Al-Mg-Si合金及其型材的加工方法，该合金具有高的强度，良好的抗腐蚀性能和焊接强度，该专利合金配方中加入了Sc、Ag等元素，明显提高了焊接接头强度。专利CN201310645740.6公布了一种超高强度、淬火敏感性低、可焊接的铝合金，其通过加入Ce等稀土元素，使合金铸造组织细化，降低了焊接裂纹敏感性。但是上述专利制备的合金往往通过添加稀土元素Ce，Y等和贵金属元素Ag、Sc、Li等，铸锭制备工艺复杂，型材热处理和挤压成型过程难控制，并且使得合金成本较高，不适用于大批量应用的工业铝型材。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术通过合金成分优化及加工工艺的精确控制，提供一种铝合金及其挤压型材的加工方法，该合金强度高，同时焊接性能良好，并且生产成本低，同时，不含易挥发性等难熔炼合金成分，使得合金熔炼较为简单，型材的制备工艺方法也较为简单。本专利技术采用如下技术方案：一种铝合金，其特征在于，所述铝合金的组分及重量百分比为：Si0.6％-1.4％，Mg0.7％-1.3％，Cu0.1％-1％，Mn0.1％-1％，Ti0.01％-0.15％，Zr≤0.2％，Cr≤0.5％，Fe≤0.4％，Zn≤0.25％，其余为Al；所述铝合金还需满足：Mg+Si+Cu的重量百分比范围为1.4％-3.7％、Mg/Si摩尔比为0.7-1.5、Mn+Cr+Zr的重量百分比范围为0.1％-1.7％。根据上述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的组分及重量百分比为：Si0.6％-1.0％，Mg0.7％-1.1％，Cu0.1％-0.5％，Mn0.1％-1％，Ti0.01％-0.15％，Zr≤0.15％，Cr≤0.3％，Fe≤0.4％，Zn≤0.25％，其余为Al；所述铝合金还需满足：Mg+Si+Cu的重量百分比范围为1.4％-2.6％、Mg/Si摩尔比为0.7-1.5、Mn+Cr+Zr的重量百分比范围为0.1％-1.45％。根据上述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的组分及重量百分比为：Si0.7％-1.0％，Mg0.7％-1.0％，Cu0.3％-0.5％，Mn0.1％-0.5％，Ti0.01％-0.05％，Zr≤0.05％，Cr≤0.05％，Fe≤0.4％，Zn≤0.25％，其余为Al；所述铝合金还需满足：Mg+Si+Cu的重量百分比范围为1.7％-2.5％、Mg/Si摩尔比0.8-1.3、Mn+Cr+Zr的重量百分比范围为0.1％-0.6％。基于上述的铝合金的挤压型材的加工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)对所述合金的铸锭进行均匀化处理，将铸锭从室温以一级或多级的升温方式升至500℃-580℃，并保温5h-30h；(2)将步骤(1)得到的铸锭先加热到500℃-580℃，然后挤压成铝型材；(3)挤压生产，型材挤压出口速度控制在0.5mm-4mm/s；(4)在线淬火，型材淬火温度控制在430℃-560℃，淬火方式为水冷或强制风冷；(5)挤压后进行拉伸矫直，拉伸量控制在0.5％-2.6％；(6)挤压型材采用人工时效，时效温度为120℃-230℃，时间为1h-48h。根据上述的加工方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，将铸锭从室温以1℃-100℃/h的升温速率升至400℃-470℃，保温3h-10h，再以10℃-100℃/h的升温速率升至530℃-580℃，保温5h-30h。根据上述的加工方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，铸锭预热温度为520℃-560℃。根据上述的加工方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，型材挤压出口速度控制在1mm-3mm/s。根据上述的加工方法，其特征在于，所述的步骤(5)中，型材的拉伸量控制在0.5％-2.0％。根据上述的加工方法，其特征在于，所述的步骤(6)中，型材人工时效温度控制在140℃-200℃，时间为1h-16h。本专利技术的一种铝合金，综合考虑各元素含量对性能的影响效果，调控各元素比例，通过合理调整6xxx系合金中主合金元素Mg、Si及微量元素含量，合理控制Mg/Si比，精确控制Cu含量，将Cu含量降低到0.35-0.55wt％范围内，同时适当添加Ti、Zr、Mn、Cr等微量元素，充分发挥固溶强化、析出强化、晶粒细化等复合强化作用，使组织中析出细小弥散相，抑制再结晶，合金挤压态组织为伸长的未再结晶的组织，同时Ti、Zr、Mn、Cr元素的添加能缩短焊接热影响区柱状晶的宽度，从而有效提高铝合金型材的强度和焊接性能。本专利技术的铝合金成分简单，不需要加入稀土元素和Sc、Li、Ag等贵金属元素，所以生产的铝型材具有熔铸工艺简单、型材制备工艺简单、成本低等优点，可广泛用于交通运输挤压铝型材。本专利技术一种铝合金的挤压型材的加工方法，在工艺上采用了多级均匀化处理、强化固溶处理和时效等热处理工艺。采用多级均匀化热处理工艺，在工业化生产可允许的范围内最大限度的消除了基体宏观偏析，同时精确控制加热时的升温速率，以缓慢升温的方式促Mn、Cr或Zr元素的扩散，促进含Mn、Cr或Zr相均匀弥散析出，同时合理选择铸锭加热温度，挤压速率和拉伸矫直变形量保证挤压过程的稳定及型材的综合力学性能。通过对合金热处理和加工工艺优化，挤压后型材的组织致密，晶粒细小，综合性能优异，屈服本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金，其特征在于，所述铝合金的组分及重量百分比为：Si 0.6% ‑ 1.4%，Mg 0.7% ‑ 1.3%，Cu 0.1% ‑ 1%，Mn 0.1% ‑ 1%，Ti 0.01% ‑ 0.15%，Zr ≤0.2%，Cr ≤0.5%，Fe ≤0.4%，Zn ≤0.25%，其余为Al；所述铝合金还需满足：Mg+Si+Cu的重量百分比范围为1.4% ‑ 3.7%、Mg/Si摩尔比为0.7 ‑ 1.5、Mn+Cr+Zr 的重量百分比范围为0.1% ‑ 1.7%。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，所述铝合金的组分及重量百分比为：Si0.6%-1.4%，Mg0.7%-1.3%，Cu0.1%-1%，Mn0.1%-1%，Ti0.01%-0.15%，Zr≤0.2%，Cr≤0.5%，Fe≤0.4%，Zn≤0.25%，其余为Al；所述铝合金还需满足：Mg+Si+Cu的重量百分比范围为1.4%-3.7%、Mg/Si摩尔比为0.7-1.5、Mn+Cr+Zr的重量百分比范围为0.1%-1.7%。2.根据权利要求1所述的一种铝合金，其特征在于，所述铝合金的组分及重量百分比为：Si0.6%-1.0%，Mg0.7%-1.1%，Cu0.1%-0.5%，Mn0.1%-1%，Ti0.01%-0.15%，Zr≤0.15%，Cr≤0.3%，Fe≤0.4%，Zn≤0.25%，其余为Al；所述铝合金还需满足：Mg+Si+Cu的重量百分比范围为1.4%-2.6%、Mg/Si摩尔比为0.7-1.5、Mn+Cr+Zr的重量百分比范围为0.1%-1.45%。3.根据权利要求1所述的一种铝合金，其特征在于，所述铝合金的组分及重量百分比为：Si0.7%-1.0%，Mg0.7%-1.0%，Cu0.3%-0.5%，Mn0.1%-0.5%，Ti0.01%-0.05%，Zr≤0.05%，Cr≤0.05%，Fe≤0.4%，Zn≤0.25%，其余为Al；所述铝合金还需满足：Mg+Si+Cu的重量百分比范围为1.7%-2.5%、Mg/Si摩尔比0.8-1.3、Mn+Cr+Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成，肖翔，金滨辉，
申请(专利权)人：中铝材料应用研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11