本发明专利技术涉及7系铝合金技术领域，公开一种低Zr低变形抗力高强度的AlZnMgCu铝合金，其特征在于，按照如下重量百分比配置：Si 0.5%~0.8%，Mg 1.8%～2.0%，Fe≤0.17%，Cu 0.1%~0.2%，Mn 0.10%~0.20%，Cr≤0.05%，Zn 6.5%~7.0%，Ti≤0.05%，Zr 0.05%~0.10%；单个杂质≤0.05%，杂质合计≤0.15%，余量为Al。本发明专利技术在传统的Zn、Mg、Cu强化7系铝合金中添加一定的Si元素，Si元素在均质冷却过程中可以形成需要较高温度回溶的Mg2Si，从而必须在模具内通过最终变形阶段达到固溶温度而降低铝棒在挤压机盛锭筒内和模具前部的变形抗力，从而达到减小局部温升、提升挤压速度的目的。同时，因为部分未完全溶解Mg2Si相的存在，可以切断晶界连续腐蚀通道，减小晶界腐蚀速度，提升材料耐腐蚀性能。能。能。
【技术实现步骤摘要】
一种低Zr低变形抗力高强度的AlZnMgCu合金
[0001]本专利技术涉及7系铝合金，尤其涉及一种低Zr低变形抗力高强度的AlZnMgCu合金，涵括合金成分、热处理生产工艺、挤压工艺。
技术介绍
[0002]铝合金，因其具备重量轻（钢铁的1/3）、不生锈不易腐蚀、易回收使用的特点，同时可以通过加工硬化或者热处理提高强度，从而实现高的强度
‑
重量比。铝合金加工性能好，适合于铸造、挤压、冲压、锻造和机械加工等不同的生产工艺；铝合金也可以添加不同合金元素及通过热处理工艺，获得不同程度的强化；铝合金表面易于形成致密的氧化膜而耐蚀性能良好；铝合金还具有良好的导电性和导热性，且无磁性等特点；另外，铝合金具有非常优秀的可回收再生性。所以铝合金材料在船舶与交通轻量化的制造应用中开始逐步壮大发展。
[0003]对于铝合金的应用而言，很多时候都希望通过材料强度的提升来促进使用产品的轻量化，如应用在汽车、轨道交通、航空航天等方面。但是如果需要提升材料强度，往往是需要提高材料的合金化程度，从而提升其固溶程度或时效析出相密度来提升材料强度。但是随着合金化程度的提高，材料在挤压过程中固溶的元素含量增加，会导致材料的变形抗力增大，反而难以生产壁薄的型材，导致出现强度高的材料难以轻量化的情况，不利于轻量化的发展。
[0004]特别是针对7系铝合金，因为其Zn、Mg元素固溶含量高，时效后析出相数量多密度高，所以时效后材料强度很高。但是，同样因为固溶元素多，造成挤压过程的变形抗力很大，对强度高的7系合金要挤压复杂截面形状的型材难度极大，无法满足部分工业用材的需求。而且材料析出相密度太大，易在晶界形成连续腐蚀通道，造成耐腐蚀性的快速下降。
[0005]因此通过成份及热处理工艺开发优化，开发强度高但是又能降低挤压变形抗力7系的铝合金十分重要。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种挤压变形抗力小、成品强度高、适合复杂薄壁型材生产用的AlZnMgCu铝合金。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0008]一种低Zr低变形抗力高强度的AlZnMgCu铝合金，其特征在于，按照如下重量百分比配置：Si 0.5%~0.8%，Mg 1.8%～2.0%，Fe ≤0.17%，Cu 0.1%~0.2%，Mn 0.10%~0.20%，Cr ≤0.05%，Zn 6.5%~7.0%，Ti ≤0.05%，Zr 0.05%~0.10%；单个杂质≤0.05%，杂质合计≤0.15%，余量为Al。
[0009]更为优选的是，在熔炼铸造铝合金铸锭时，使用电磁搅拌设备搅拌均匀后过滤杂质静置除气。
[0010]更为优选的是，静置时间在10
‑
20分钟范围内。
[0011]更为优选的是，在将铝合金铸锭挤压成型材前，先将铝合金铸锭置于均质炉内进行双级均质：一级均质温度450℃
‑
500℃，保温时间10
‑
20小时；二级均质温度540℃
‑
560℃，保温时间2
‑
6小时。
[0012]更为优选的是，在均质后转移至冷却室进行冷却，冷却速度在50~150℃/小时的范围内。
[0013]更为优选的是，在将均质好后的铝棒进行挤压生产时，使用工频炉或永磁炉进行快速加热，铝棒加热速度大于50℃/分钟；铝棒温度控制在500℃以内，型材出料口温度高于530℃。
[0014]更为优选的是，挤压得到的铝合金型材进行三级时效处理，首先使用110℃~120℃保温15~25h的工艺进行一级时效；一级时效完成后使用5~20℃/min的速度将型材快速升温至190
±
5℃保温40~60min进行二级回归时效；二级时效完成后将型材通过5~20℃/min的速度降温至110℃~120℃并保温15~25h进行三级时效。
[0015]本专利技术的有益效果是：1）在传统的Zn、Mg、Cu强化7系铝合金中添加一定的Si元素，Si元素在均质冷却过程中可以形成需要较高温度回溶的Mg2Si，从而必须在模具内通过最终变形阶段达到固溶温度而降低铝棒在挤压机盛锭筒内和模具前部的变形抗力，从而达到减小局部温升、提升挤压速度的目的。同时，因为部分未完全溶解Mg2Si相的存在，可以切断晶界连续腐蚀通道，减小晶界腐蚀速度，提升材料耐腐蚀性能。
[0016]2）通过使用回归处理的时效方式，利用Mg、Si形成一定的β”强化相，更进一步地提升材料性能。而且，通过对Si含量的严格控制，既避免固溶的MgSi元素过多，无法在挤压过程固溶完全；又避免MgSi元素快速回溶，确保材料变形抗力的有效降低。
附图说明
[0017]图1所示为对比型号1的型材断面图。
[0018]图2所示为对比型号2的型材断面图。
[0019]图3所示为对比型号3的型材断面图。
具体实施方式
[0020]下面结合说明书的附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的描述，使本专利技术的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
[0022]一种低Zr低变形抗力高强度的AlZnMgCu铝合金，其按照如下重量百分比配置：Si 0.5%~0.8%，Mg 1.8%～2.0%，Fe ≤0.17%，Cu 0.1%~0.2%，Mn 0.10%~0.20%，Cr ≤0.05%，Zn 6.5%~7.0%，Ti ≤0.05%，Zr 0.05%~0.10%；单个杂质≤0.05%，杂质合计≤0.15%，余量为Al。
[0023]上述AlZnMgCu铝合金的主要创新点在于，在传统的Zn、Mg、Cu强化7系铝合金中添加一定的Si元素，并且，此时Si元素在均质冷却过程中形成需要较高温度回溶的Mg2Si，从而必须在模具内通过最终变形阶段达到固溶温度而降低铝棒在挤压机盛锭筒内和模具前部的变形抗力，从而达到减小局部温升、提升挤压速度的效果。同时，因为部分未完全溶解
Mg2Si相的存在，可以切断晶界连续腐蚀通道，减小晶界腐蚀速度，提升材料耐腐蚀性能。另外，通过使用回归处理的时效方式，利用Mg、Si形成一定的β”强化相，更进一步地提升材料性能。而且Si含量不能添加过多，否则会造成固溶的MgSi元素过多，无法在挤压过程固溶完全，从而大幅降低材料性能；同时Si元素也不能添加太少，否则会造成快速回溶而无法有效降低材料变形抗力。
[0024]第二个创新点在于降低了Zr元素的含量，因为Zr元素本身添加成本高，降低含量可以有效降低生产成本。同时原来需要依靠Zr元素提供的晶粒细化效果，而本专利技术因为引入了Si元素，可以额外形成一定的形核相替代Zr元素的效果，而且较低的Zr元素可以很大程度上避免与TiB化合物反应形成的“中毒”现象。
[0025]本专利技术中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低Zr低变形抗力高强度的AlZnMgCu铝合金，其特征在于，按照如下重量百分比配置：Si 0.5%~0.8%，Mg 1.8%～2.0%，Fe ≤0.17%，Cu 0.1%~0.2%，Mn 0.10%~0.20%，Cr ≤0.05%，Zn 6.5%~7.0%，Ti ≤0.05%，Zr 0.05%~0.10%；单个杂质≤0.05%，杂质合计≤0.15%，余量为Al。2.根据权利要求1所述的一种低Zr低变形抗力高强度的AlZnMgCu铝合金，其特征在于，在熔炼铸造铝合金铸锭时，使用电磁搅拌设备搅拌均匀后过滤杂质静置除气。3.根据权利要求2所述的一种低Zr低变形抗力高强度的AlZnMgCu铝合金，其特征在于，静置时间在10
‑
20分钟范围内。4.根据权利要求1所述的一种低Zr低变形抗力高强度的AlZnMgCu铝合金，其特征在于，在将铝合金铸锭挤压成型材前，先将铝合金铸锭置于均质炉内进行双级均质：一级均质温度450℃
‑
500℃，保温时间10
‑
20小时；二...
【专利技术属性】
技术研发人员：周晶哲，梁豪辉，刘才兴，
申请(专利权)人：广东澳美铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。