一种高强可焊Al-Si-Mg-Mn-Sc-Zr铝合金型材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种采用Sc和Zr复合微合金化的Al

【技术实现步骤摘要】
一种高强可焊Al
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Si
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Mg
‑
Mn
‑
Sc
‑
Zr铝合金型材及其制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金
，尤其涉及一种高强可焊Al
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Si
‑
Mg
‑
Mn
‑
Sc
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Zr铝合金型材及其制备方法，具体为采用Sc和Zr复合微合金化的Al
‑
Si
‑
Mg
‑
Mn铝合金型材及其制备方法。

技术介绍

[0002]高强可焊铝合金材料是实现交通运输装备轻量化、高速化、现代化的关键材料，它的大量使用可使动车组车辆自重减轻30～50％，制造工作量减少40％，提高运行、加速和安全舒适性能。现有的Al
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Si
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Mg
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Mn铝合金属中等强度、塑韧性好，但可焊性较差、MIG焊接抗再结晶软化的能力弱，焊接接头强度低，且存在合金的强度与焊接接头强度难以同时提高的问题。如何同时提高Al
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Si
‑
Mg
‑
Mn铝合金的基体强度和焊接接头强度，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高强可焊Al
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Si
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Mg
‑
Mn
‑
Sc
‑
Zr铝合金型材及其制备方法，本专利技术提供的铝合金型材在保证Al
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Si
‑
Mg
‑
Mn铝合金基体强度有所提高的基础上，同时提高合金的焊接接头强度，解决合金的强度与焊接接头强度难以同时提高的问题。
[0004]本专利技术提供了一种高强可焊Al
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Si
‑
Mg
‑
Mn
‑
Sc
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Zr铝合金型材，成分为：
[0005][0006]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的高强可焊Al
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Si
‑
Mg
‑
Mn
‑
Sc
‑
Zr铝合金型材的制备方法，包括：
[0007]将合金原料进行熔炼、精炼、铸造成合金铸锭，之后经铸锭进行均匀化处理、热挤压得到铝合金型材，合金型材经时效后得到高强可焊铝合金型材。
[0008]优选的，所述合金原料包括：铝锭、镁锭、Al
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Si、Al
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Mn、Al
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Sc、Al
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Zr中间合金。
[0009]优选的，所述熔炼的方法包括：
[0010]将铝锭完全熔化成为铝熔体I；然后加入Al
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Si、Al
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Mn、Al
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Sc、Al
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Zr中间合金和镁锭，对铝熔体进行合金化得到铝熔体II；接着进行炉内精炼和扒渣处理得到铝熔体III；对
铝熔体III进行在线净化得到熔体Ⅳ；对铝熔体Ⅳ采用Al
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Ti
‑
B细化剂进行在线晶粒细化，得到铝熔体
Ⅴ
。
[0011]优选的，所述铝锭的熔化温度为750～760℃。
[0012]优选的，所述精炼过程中加入精炼剂，所述精炼剂的加入量为1～3kg/t，所述精炼的温度为730～750℃，所述精炼的时间为30～50min。
[0013]优选的，所述精炼过程中通过炉底透气砖向铝熔体中通入氩气；所述通入氩气的压力为0.05～0.1MPa，流量为8～12L/min。
[0014]优选的，所述晶粒细化为在线添加Al
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5Ti
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1B合金线；
[0015]所述净化包括：除气和过滤；
[0016]所述除气采用箱式除气装置；
[0017]所述过滤为双级过滤系统。
[0018]优选的，所述铸造的温度为710～730℃；
[0019]所述均匀化处理包括：
[0020]依次进行一次均匀化处理和二次均匀化处理；
[0021]所述一次均匀化处理的温度为410～430℃，所述一次均匀化处理的保温时间为2～4h；
[0022]所述二次均匀化处理的温度为555～575℃，所述二次均匀化处理的保温时间为6～10h，所述二次均匀化处理保温后用水雾快速冷却至室温。
[0023]优选的，所述热挤压温度为450～550℃；
[0024]所述合金型材的时效温度为170～180℃，保温时间为6～10h。
[0025]本专利技术提供了一种同时提高Al
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Si
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Mg
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Mn铝合金基体强度和焊接接头强度的复合微合金化方法，在保证Al
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Si
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Mg
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Mn铝合金基体强度有所提高的基础上，同时提高合金的焊接接头强度；解决合金的强度与焊接接头强度难以同时提高的问题，扩大了Al
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Si
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Mg
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Mn铝合金在动车车体上的应用范围。本专利技术通过设计特定的合金成分组成，解决了Al
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Si
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Mg
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Mn铝合金的强度与焊接接头强度难以同时提高的问题，使Al
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Si
‑
Mg
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Mn铝合金同时具有高的基体强度和焊接接头强度。本专利技术提供的铝合金型材的抗拉强度可达335～345MPa，氩弧焊接头强度可达230～240MPa，满足适合动车组车体用复杂多腔薄壁铝合金氩弧焊型材的要求。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例制备的铝合金型材的尺寸示意图。
具体实施方式
[0027]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术提供了一种高强可焊Al
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Si
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Mg
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Mn
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Sc
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Zr铝合金型材(采用Sc和Zr复合微合金化的铝合金型材)，成分为：
[0029]Si 0.75～0.85wt％，
[0030]Mg 0.62～0.70wt％，
[0031]Mn 0.25～0.30wt％，
[0032]Sc 0.06～0.10wt％，
[0033]Zr 0.05～0.08wt％，
[0034]Fe≤0.15wt％，
[0035]余量Al。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强可焊Al
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Si
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Mg
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Mn
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Sc
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Zr铝合金型材，成分为：2.一种权利要求1所述的高强可焊Al
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Si
‑
Mg
‑
Mn
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Sc
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Zr铝合金型材的制备方法，包括：将合金原料进行熔炼、精炼、铸造，得到合金铸锭；将所述合金铸锭进行均匀化处理、热挤压，得到铝合金型材；将所述铝合金型材进行时效，得到高强可焊Al
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Si
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Mg
‑
Mn
‑
Sc
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Zr铝合金型材。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述合金原料包括：铝锭、镁锭、Al
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Si、Al
‑
Mn、Al
‑
Sc、Al
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Zr中间合金。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述熔炼的方法包括：将铝锭完全熔化成为铝熔体I；然后加入Al
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Si、Al
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Mn、Al
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Sc、Al
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Zr中间合金和镁锭，对铝熔体I进行合金化...

【专利技术属性】
技术研发人员：于庆斌，李国良，邵晴，何玲利，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：