一种适用于复杂截面的Al-Mg-Si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适用于复杂截面的Al

【技术实现步骤摘要】
一种适用于复杂截面的Al
‑
Mg
‑
Si合金及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及铝合金
，尤其是涉及一种适用于复杂截面的Al
‑
Mg
‑
Si合金及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]汽车轻量化在显著提高其燃油效率的同时可减少二氧化碳等气体的排放，因此铝合金凭借其低密度和高比强度在传统的燃油汽车和新能源汽车零部件上得到了广泛的应用。国标牌号6082铝合金因具有中等高强度，良好的可成型性、可焊接性、可机械加工性和耐腐蚀性的优异综合性能，在Al
‑
Mg
‑
Si系列合金脱颖而出，被各大汽车主机厂青睐，并指定应用在汽车上保障安全性能的车身结构件，例如门槛梁、纵梁、电池包、横梁和防撞梁。
[0003]为了实现整体减重，采用热挤压生产的各部件在设计制造过程中往往都采用中空薄壁的复杂截面型材，壁厚越来越薄，强度也越来越高，由此增大了6082合金开发复杂截面型材的难度。在不对称复杂截型挤压材的开发过程中，需要更高的挤压温度才能达到客户要求的力学性能，而汽车厂为了减重将壁厚减薄，导致型材在快速冷却过程中严重变形，型材表面出现严重的挤压纹、粒点。此外，多个不对称腔体的型材，在模具上难以设计均匀的金属流速，使得型材在挤压过程中容易卡模、拉裂，挤压成型困难，同时挤压突破压力大，挤压速度非常低。使得铝合金生产企业在复杂截型挤压材的开发中无法实现成型和高速的技术突破。
[0004]同时，降成本也是汽车工业重要的发展主题。更快的挤压速度意味着更低的设备、人工、能源等投入和消耗，对挤压厂来说可以提高挤压效率、降低生产成本，而对于主机厂来说可降低采购成本和保供风险等。挤压速度与铝锭坯的可挤压性直接关联，如果锭坯的可挤压性好，对同一种合金来说，就可以较大地提高挤压速度，从而提高生产效率、增加产量。在一定意义上来说，可挤压性与挤压速度有着同等含义。Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金的可挤压性能在很大程度上取决于化学成分与锭坯组织，例如合金化元素Mg对流动应力的影响比Si的大得多。微量元素Mn、Cr的含量超过一定范围时，会严重降低合金的可挤压性。
[0005]基于此，亟需一种新型的适用于复杂截面的Al
‑
Mg
‑
Si合金，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的第一个技术问题是：
[0007]提供一种Al
‑
Mg
‑
Si合金。
[0008]本专利技术所要解决的第二个技术问题是：
[0009]提供一种所述Al
‑
Mg
‑
Si合金的制备方法。
[0010]本专利技术所要解决的第三个技术问题是：
[0011]所述Al
‑
Mg
‑
Si合金的应用。
[0012]为了解决所述第一个技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0013]一种Al
‑
Mg
‑
Si合金，按质量百分比计，包括以下组分：
[0014]Mg：0.6％
‑
0.9％，Si：0.6％
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0.8％，Cu：≤0.05％，Fe：≤0.15％，Mn：0.10％
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0.30％，Ti：≤0.05％，Al：97.5％
‑
99.0％。
[0015]根据本专利技术的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
[0016]1.Mg和Si是Al
‑
Mg
‑
Si铝合金中除Al以外最主要的合金元素，在热处理过程中主要析出β
”‑
Mg2Si强化相，可提高合金强度。过剩Si能促进β”相析出，形成更为细小弥散的β”相分布，有效提高合金的时效强度；但是过剩Si原子容易在晶界上偏聚，降低合金的韧性和耐蚀性。过剩Mg会降低Mg2Si在基体中的固溶度，导致形成的β”相容易长大粗化，降低合金的析出强度。不仅如此，过剩的Mg原子会溶入铝基体中，加剧基体的晶格畸变，导致变形抗力的增加，严重降低合金的可挤压性。因此，本专利技术Al
‑
Mg
‑
Si合金中，合金中的Mg含量为0.6％
‑
0.9％，Si含量为0.6％
‑
0.8％。
[0017]2.Fe在Al
‑
Mg
‑
Si铝合金中属于杂质元素，需要严格控制合金中Fe元素的含量≤0.15％，Fe在Al
‑
Mg
‑
Si铝合金中主要形成球状的α
‑
AlFeSi相和片层状的β
‑
AlFeSi相。片层状的β
‑
AlFeSi相容易在合金塑性变形时引发局部裂纹，降低合金的可挤压性，并损害合金的表面质量。
[0018]3.本专利技术Al
‑
Mg
‑
Si铝合金中添加有微量Mn，其在均匀化退火过程中会形成球状或棒状的Al
12
Mn3Si弥散相，这种相具有非常高的热稳定性，能够有效提高合金的再结晶温度，抑制再结晶，起到细化晶粒、均匀变形的作用，从而有效提高合金的强度和塑性。但Mn过高时会形成粗大且脆硬的Al6Mn相，不仅会降低合金的成形性，还会损害合金的表面质量。同时，这些含Mn的第二相颗粒对合金的强度具有一定贡献，挤压时会使挤压力上升，会导致可挤压性降低。因此，本专利技术Al
‑
Mg
‑
Si铝合金中Mn含量需要控制在0.10％
‑
0.30％中。
[0019]4.本专利技术Al
‑
Mg
‑
Si铝合金中添加有Ti，Ti在合金中主要起到细化铸造晶粒，提高再结晶温度和长期热稳定性的效果，然而，过量的Ti会形成容易粗化的Al3Ti质点，不仅不能起到细化晶粒的作用，反而会导致晶粒粗化。因此，Ti含量不宜过高，需要控制在≤0.05％的范围内。
[0020]5.本专利技术的Al
‑
Mg
‑
Si合金，由于采用了合理的组分搭配，以及合理的用量搭配，使得在制备Al
‑
Mg
‑
Si合金时候，能够以极快的挤压速度进行制备生产壁厚为2.0
‑
15.0的挤压型材，相对于现有技术，挤压速度提升了114％。
[0021]根据本专利技术的一种实施方式，所述Al
‑
Mg
‑
Si合金，按质量百分比计，包括以下组分：
[0022]Mg：0.6％
‑
0.78％，Si：0.6％
‑
0.74％，Cu：0.01％
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0.03％，Fe：0.10％
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Al
‑
Mg
‑
Si合金，其特征在于：按质量百分比计，包括以下组分：Mg：0.6％
‑
0.9％，Si：0.6％
‑
0.8％，Cu：≤0.05％，Fe：≤0.15％，Mn：0.10％
‑
0.30％，Ti：≤0.05％，Al：97.5％
‑
99.0％。2.根据权利要求1所述的一种Al
‑
Mg
‑
Si合金，其特征在于：按质量百分比计，包括以下组分：Mg：0.6％
‑
0.78％，Si：0.6％
‑
0.74％，Cu：0.01％
‑
0.03％，Fe：0.10％
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0.15％，Mn：0.10％
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0.20％，Ti：0.03％
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0.04％，Al：97.5％
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99.0％。3.根据权利要求1所述的一种Al
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Mg
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Si合金，其特征在于：所述Mg的质量百分比为0.7％
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0.8％。4.根据权利要求1所述的一种Al
‑
Mg
‑
S...

【专利技术属性】
技术研发人员：范世通，姜科达，蓝艳全，黄来福，赵寿荣，刘智杰，容国富，
申请(专利权)人：台山市金桥铝型材厂有限公司，
类型：发明
国别省市：