一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材及其制备方法，其包括述的铝合金型材包括如下重量百分比的组分：Si 0.65~0.75%、Fe 0.17~0.22%、Cu 0.17~0.22%、Mn 0.08~0.12%、Mg 0.85~0.95%、Cr 0.06~0.11%、B 0.03~0.06%、Mo 0.015~0.025%、Zn 0.03~0.05%、Ti 0.03~0.05%，余量为铝和不可避免的杂质；以牌号为6061配方为基础，再添加B和Mo，进行合金化处理，B、Mo与配方中的Mn、Cr、Ti产生协同作用，可提高铝合金产品的表面质量和焊接质量；Mo与Mg、Mo与Al产生协同作用，可改善铝合金制品的表面质量和抗冲击性。

An Aluminum Alloy Profile for Producing High Strength and Ultra Light Aluminum Frame and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材及其制备方法
本专利技术涉及汽车用铝合金的
，尤其是涉及一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材及其制备方法。
技术介绍
汽车车架一般由纵梁和横梁组成，其形式主要有边梁式和中梁式两种，边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或者焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。近年来，随着汽车行业的发展，对车架的强度和轻质要求越来越高，很多生产车架的企业试图从车架结构上进行改进，但是都收效甚微，差强人意。典型的轻质铝合金6061是一种高质量的铝合金材料，具有很高的韧性、良好的焊接性以及抗腐蚀性能，可用于载重汽车、船舶、航天装置、卡车、电车、模具、电子、家具、抗腐蚀性结构，常用于建筑铝合金门窗、幕墙、各种工业框架结构、轨道交通、航空航天、军工装备、自动化输送设备等领域。6061牌号的铝合金按照重量百分比由以下成分组成：Si0.4~0.8%、Fe0.7%、Cu0.15~0.4%、Mn0.15%、Mg0.8~1.2%、Cr0.04~0.35%、Zn0.25%、Ti0.15%，其余为Al和不可避免的杂质。但是，在实际生产6061牌号铝合金时，经常存在铝合金型材表面质量不理想、焊接质量差和材料抗冲击性差等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材及其制备方法，得到的铝合金型材表面质量稳定、焊接质量好以及材料抗冲击性高。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材，所述的铝合金型材包括如下重量百分比的组分：Si0.65~0.75%、Fe0.17~0.22%、Cu0.17~0.22%、Mn0.08~0.12%、Mg0.85~0.95%、Cr0.06~0.11%、B0.03~0.06%、Mo0.015~0.025%、Zn0.03~0.05%、Ti0.03~0.05%，余量为铝和不可避免的杂质。通过采用上述技术方案，按照重量百分比计，向铝合金配方中加入B和Mo，B含量限定在0.03~0.06%，Mo含量限定在0.015~0.025%，并且将Si含量调节在0.65~0.75%，Fe的含量调节在0.17~0.22%，Cu的含量调节在0.17~0.22%，Mn的含量限定在0.08~0.12%，Mg含量限定在0.85~0.95%，Zn0.03~0.05%、Ti0.03~0.05%；Si（硅）是为了脱氧目的而加入到铝合金中的，有助于提高铝合金的强度和抗软化性，加入0.65~0.75%的Si，可降低铝合金的柔韧性；Cu（铜）添加至铝合金的配方体系中，可改善铝合金的大气腐蚀性能，Cu是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，时效析出的CuAl2具有明显的时效强化效果，Cu可提高铝合金的强度和屈服比，而对焊接性能没有不利的影响；含量过大时，经固溶处理和时效后，可产生时效强化作用，在热变形加工时会导致铜脆现象；Mn（锰）可提高铝合金的可淬性，加入0.08~0.12%的Mn，有效提高铝合金的强度和热加工性，铝锰合金是非时效硬化合金，锰可阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，能显著细化再结晶晶粒，将Mn与B复配后，可降低热裂倾向，使得锰铝化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能；Cr（铬）可提高铝合金的耐蚀性，添加0.06~0.11%含量的Cr，即可达到优异的强度，若超过0.11%，强度也不再继续升高；另外，Cr与B复配添加至铝合金配方中，起到阻碍再结晶的形核和长大的过程，对铝合金起到一定的强化作用，还能改善铝合金的韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性；Ti（钛）、B添加至铝合金中，形成铝钛合金或铝钛硼合金，起到细化铸造组织和焊缝组织的作用，可提高铝合金的焊接质量；Mg（镁）加入铝合金中可作为脱氧剂，Mg在铝合金中起到细化晶粒、固定钢中的氮，从而显著提高铝合金的冲击韧性，降低冷脆倾向和时效倾向性，平衡因Si、Mn的加入而造成的柔性缺陷；同时Mg还可提高铝合金的抗腐蚀性能，特别是与钼、铜、硅、铬等元素配合时，效果更好；Mo（钼）是一种银白色的金属，硬而坚韧，熔点高，热传导率也比较高，常温下不与空气发生氧化反应，作为一种过渡元素，极易改变其氧化状态，钼离子的颜色也会随着氧化状态的改变而改变，钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点，可应用在钢铁、石油、化工、电气和电子技术、医药和农业等领域；Mo与Ti产生协同作用，减少了铸锭均匀化时间，提高铝合金的力学性能和改善制品表面粗糙度；本申请是在牌号为6061基础上进行优化，再添加B和Mo，进行合金化处理，B、Mo与配方中的Mn、Cr、Ti产生协同作用，可提高铝合金产品的表面质量和焊接质量；Mo与Mg、Mo与Al产生协同作用，可改善铝合金制品的表面质量和抗冲击性。本专利技术进一步设置为，所述的铝合金型材包括如下重量百分比的组分：Si0.67~0.72%、Fe0.19~0.21%、Cu0.19~0.21%、Mn0.09~0.11%、Mg0.87~0.92%、Cr0.08~0.10%、B0.03~0.06%、Mo0.018~0.022%、Zn0.03~0.05%、Ti0.03~0.05%，余量为铝和不可避免的杂质。通过采用上述技术方案，上述配方是将各组分的成分含量进行优化，得到的铝合金制品的表面质量更优、焊接质量良好和抗冲击性能优异。本专利技术进一步设置为，所述的铝合金型材包括如下重量百分比的组分：Si0.70%、Fe0.20%、Cu0.20%、Mn0.10%、Mg0.90%、Cr0.09%、B0.045%、Mo0.020%、Zn0.03%、Ti0.03%，余量为铝和不可避免的杂质。通过采用上述技术方案，对铝合金配方进一步优化，得到最优组分含量的铝合金配方。本专利技术的另一目的在于公开了一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材的制备方法，包括如下步骤：（1）熔炼：提取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝镁中间合金、铝铬中间合金、铝钼中间合金、铝锌中间合金和铝钛中间合金，装炉熔炼，温度为730~750℃，时间为4~5h，然后向熔炼炉中加入镁锭，并搅拌，继续熔炼，时间为25~30min，然后扒渣；（2）精炼：将熔炼炉的温度调整至精炼温度为715~730℃，缓慢加入含硼精炼剂精炼20~30min，扒渣；（3）浇铸：采用铝钛硼丝在线喂丝细化，浇铸温度为730~735℃，浇铸速度为75~90mm/min，获得铝合金铸棒，冷却至150℃以下；（4）挤压：将铝合金铸棒加热至495~505℃，挤压模具加热至485~490℃进行挤压，获得铝合金型材；（5）切割：将铝合金型材定长切割成段。通过采用上述技术方案，选取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝镁中间合金、铝铬中间合金和铝钼中间合金进行熔炼，温度调节至730~750℃，然后Mg元素以镁锭的形式加入，补充铝合金配方中的剩余镁元素，有利于Mg更好地与配方中的其他组分掺混；然后进行精炼，精炼过程中加入含硼精炼剂，使得B更加均匀与Mn、Cr、Ti元素掺混，更加有利于铝合金的铸造；再经过浇铸、挤压成型，浇铸温度限定在730~735℃，在挤压过程中，挤压模具温度略低于铝合金铸棒的温度，防止铝合金表面发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材，其特征在于，所述的铝合金型材包括如下重量百分比的组分：Si 0.65~0.75%、Fe 0.17~0.22%、Cu 0.17~0.22%、Mn 0.08~0.12%、Mg 0.85~0.95%、Cr 0.06~0.11%、B 0.03~0.06%、Mo 0.015~0.025%、Zn 0.03~0.05%、Ti 0.03~0.05%，余量为铝和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材，其特征在于，所述的铝合金型材包括如下重量百分比的组分：Si0.65~0.75%、Fe0.17~0.22%、Cu0.17~0.22%、Mn0.08~0.12%、Mg0.85~0.95%、Cr0.06~0.11%、B0.03~0.06%、Mo0.015~0.025%、Zn0.03~0.05%、Ti0.03~0.05%，余量为铝和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材，其特征在于，所述的铝合金型材包括如下重量百分比的组分：Si0.67~0.72%、Fe0.19~0.21%、Cu0.19~0.21%、Mn0.09~0.11%、Mg0.87~0.92%、Cr0.08~0.10%、B0.03~0.06%、Mo0.018~0.022%、Zn0.03~0.05%、Ti0.03~0.05%，余量为铝和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材，其特征在于，所述的铝合金型材包括如下重量百分比的组分：Si0.70%、Fe0.20%、Cu0.20%、Mn0.10%、Mg0.90%、Cr0.09%、B0.045%、Mo0.020%、Zn0.03%、Ti0.03%，余量为铝和不可避免的杂质。4.如权利要求1~3任意一项所述的一种用于生产高强度超轻型全铝车架的铝合金型材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建国，
申请(专利权)人：吴江市新申铝业科技发展有限公司，苏州上飞汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32