一种铝合金及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种铝合金及其制备方法与应用，一种铝合金，按重量百分数计，包括如下组分：Cu 0.05～0.30％、Mn 0.25～0.35％、Cr 0.10～0.13％、La 0.02～0.08％、Zr 0.02～0.08％、Si 0.78～0.88％、Mg 0.62～0.82％和Ti 0.010～0.04％，余量为Al。本发明专利技术的铝合金使铝合金挤压变形抗力小，挤压顺畅。同时获得一定的强度，适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金型材。型材。型材。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及铝合金
，具体涉及一种铝合金及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，因其密度低，强度高，塑性好，可加工成各种型材；铝合金还具有优良的导电性、导热性、抗蚀性等性能，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。
[0003]目前，车用铝合金型材，例如新能源电池箱体用的铝合金型材，长度多在1000至2500mm间，且因为需要符合型材间以及型材与其他零件的配合要求，型材断面多为复杂多腔的薄壁结构，同时对铝合金型材有严格的形位、尺寸精度要求。目前在用铝合金的屈服强度多在260MPa左右，因此没有办法进一步提高相关性能满足减壁，实现轻量化且生产的复杂多腔的薄壁铝合金型材目的。
[0004]因此需要提供一种适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种铝合金，通过原料间的复配，使本专利技术的铝合金具有高强度，优异的热稳定性、耐应力腐蚀性能、耐剥落腐蚀性能、疲劳强度、焊接接头强度高的，同时具有较低水平的淬火敏感性，适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金。
[0006]本专利技术还提出一种上述铝合金的制备方法。
[0007]本专利技术还提出了一种上述铝合金在车用型材中的应用。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提出了一种铝合金，按重量百分数计，包括如下组分：Cu 0.05～0.30％、Mn 0.25～0.35％、Cr 0.10～0.13％、La 0.02～0.08％、Zr 0.02～0.08％、Si 0.78～0.88％、Mg 0.62～0.82％和Ti 0.010～0.04％，余量为Al和杂质；
[0009]本专利技术的铝合金，至少具有以下有益效果：
[0010]1.本专利技术通过设计特定的合金成分组成，解决了铝合金的强度与挤压性能、综合性能之间的矛盾关系，使铝合金同时具有一定的强度、极优的挤压、综合应用性能。本专利技术提供的铝合金的抗拉强度为300
‑
400MPa，满足复杂多腔的薄壁铝合金要求。
[0011]2.在铝合金中，Si和Mg是形成强化相的主要合金元素，两者同时存在时会形成Mg2Si等时效强化相，Mg2Si析出相因固溶容易，所以固溶热处理简单，可以采用在线淬火方式达到固溶效果，随着Si、Mg含量的增加，其抗拉强度随之增加。本铝合金适量的Si元素，在使Mg充分利用，形成Mg2Si的析出强化相的同时，剩余的Si不仅能提高材料的时效硬化效果，同时能改善材料的挤压性能，增加合金的高温流动性，使得材料挤压空心薄壁异型材时难度大幅度降低。同时挤压在线进行淬火(如强风冷、水雾冷、水冷)而不牺牲力学性能，如此可以保证最终产品的尺寸精度和力学性能。
[0012]3.Cu在铝合金中能提高沉淀相的弥散度，也能起到固溶强化的效果，本专利技术使用
的范围控制在0.05～0.30％，使合金具有良好的综合性能，在保证高强度的前提下控制了Cu的添加量。
[0013]4.Mn在合金中除了能起到一定强化效果的同时，在均匀化处理过程中还可以MnAl6弥散相的形式析出，此相可有效的阻止热加工或热处理过程中晶粒的再结晶，从而促进材料形成纤维组织。
[0014]5.La在熔铸阶段能有效的细化铸棒晶粒，材料强度与韧性，提高材料的加工性能，使得材料挤压过程中不易开裂，形成的Al
‑
La化合物也可成为Mg2Si析出强化相的成核点，进一步提高材料的强度，而在焊接过程中能有效的细化焊缝的晶粒，提高材料的焊接强度。但是过多的La会和Ti团聚，影响铸造晶粒，同时也和Si产生作用，影响强化相的作用，并且集中在晶界上，影响材料耐腐蚀性能，所以本专利技术严格控制其添加量。
[0015]6.采用Zr的复合添加，在保证弥散相的有利作用的同时，能有效的降低成本，更重要的是，经过试验验证，Zr的复合添加，能更好的控制材料的晶粒，提高材料强度。
[0016]7.Ti的主要作用是细化焊缝晶粒组织，降低焊接裂纹倾向，提高焊缝强度。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，按重量百分数计，所述La和Zr的重量百分数之和不高于总重量的0.12％。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述Mn、Cr、La和Zr的重量百分数之和不高于总重量的0.48％。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述Mn和所述Cr的重量比为2.2～3。
[0020]Cr与Mn的复合添加能更加有效的抑制材料在热加工或热处理过程中的晶粒形核与再结晶，除了能沉淀强化以外，能促进材料形成纤维组织，能大幅提高材料的疲劳强度等性能，但是Cr能大幅提高材料的淬火敏感性，所以需要与Mn进行搭配添加，本专利技术中将Mn与Cr的添加比例设置为2.2～3，能更好的平衡Cr元素的好处与带来的负面影响。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝合金断面为多腔的薄壁结构。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，所述杂质包括：Fe。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，按重量百分数计，所述铁的重量百分数不高于0.2％。
[0024]Mn能有效的促进Fe相球化成球状的α(Fe，Mn)Al6相，改善原本的针状的Fe相对材料的挤压、焊接、疲劳、机械等性能的不利影响。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝合金的抗拉强度为300～400MPa。
[0026]本专利技术的第二个方面提出了一种铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0027]S1：将铝锭和包含所述Cu、Mn、Cr、La、Zr、Si、Mg和Ti的制备原料熔化、铸造得到铝合金铸锭；
[0028]S2：三级均匀化处理步骤S1所得铝合金铸锭；
[0029]S3：挤压步骤S2所得铝合金铸锭；
[0030]S4：人工时效处理步骤S3所得铸锭即得。
[0031]本专利技术的铝合金的制备方法至少具有以下有益效果：
[0032]1.使铝合金挤压变形抗力小，挤压顺畅。同时获得一定的强度，适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金型材的要求。
[0033]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1包括以下步骤：
[0034]S1a：将Al加热熔化；
[0035]S1b：向步骤S1a所得熔体加入Al
‑
Si中间合金、Mg、Al
‑
La、Al
‑
Zr中间合金、Cu、Mn、Cr和Al
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Ti中间合金，将Ti的质量含量控制在0.005～0.025％；
[0036]S1c：向S1b中所得熔体加入精炼剂，进行精炼；
[0037]S1d：再以Al
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Ti
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B线杆方式加入Ti，将Ti的质量含量控制在0.010～0.04％。
[0038]S1e：使步骤S1d所得熔体进行净化。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，按重量百分数计，包括如下组分：Cu 0.05～0.30％、Mn 0.25～0.35％、Cr 0.10～0.13％、La 0.02～0.08％、Zr 0.02～0.08％、Si 0.78～0.88％、Mg 0.62～0.82％和Ti 0.010～0.04％，余量为Al和杂质。2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，按重量百分数计，所述La和Zr的重量百分数之和不高于0.12％。3.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，按重量百分数计，所述Mn、Cr、La和Zr的重量百分数之和不高于0.48％。4.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述Mn和所述Cr的重量比为2.2～3。5.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述杂质包括：Fe。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰，丁小理，刘经发，周武军，蔡名贵，李建湘，李信，
申请(专利权)人：广东和胜工业铝材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：