一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法，将工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金进行配料；对配料进行真空熔炼得到合金液，然后对合金液进行精炼；将精炼后熔融状态的原料浇铸得到铝合金铸锭，对铝合金铸锭进行均匀化处理；将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面处理，再对铣面后的铝合金铸锭进行加热处理，加热保温后将铝合金铸锭热轧得到铝合金板材；对热轧后的铝合金板材进行固溶淬火处理；将固溶淬火后的铝合金板材进行回归再时效处理和后处理，得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。通过合金成分优化，铸造、热轧、回归再时效热处理等技术手段，制备得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材，有效提高了铝合金的耐腐蚀性能和断裂韧性。高了铝合金的耐腐蚀性能和断裂韧性。高了铝合金的耐腐蚀性能和断裂韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金加工
，具体涉及一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业化的发展，能源危机变得日益突出，节能减排已为交通业(航空、汽车和船舶等)的重要议题。研究表明，车辆行驶过程中车身的自重是燃油消耗的主要部分(约70％)，车重每降低100kg，每100km路程油耗和相应的CO2排放量分别可减少0.4L和1kg。在此背景下，轻量化日渐成为交通运输产业发展的趋势。经过大量的对比研究和反复时间证明，大量采用铝合金材料是提高车辆轻量化的有效途径之一。
[0003]目前车用铝合金主要为5xxx系和6xxx系铝合金，虽然两者的成形性较好，但是其强度较低，因此使用厚度较厚。而高强度的7xxx系铝合金在同时增加强度和减薄厚度之后仍可以实现减重30％左右。
[0004]传统的Al
‑
Mg
‑
Zn合金挤压性能较好，能挤压形状复杂的薄壁型材，焊接性能好，焊缝质量高是理想的中强焊接结构材料，但是其耐腐蚀性能较差而限制了其广泛应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法，用于解决车用铝合金板材强度低耐腐蚀性差的技术问题。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，将工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金进行配料；对配料进行真空熔炼得到合金液，然后对合金液进行精炼；将精炼后熔融状态的原料浇铸得到铝合金铸锭，对铝合金铸锭进行均匀化处理；将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面处理，再对铣面后的铝合金铸锭进行加热处理，加热保温后将铝合金铸锭热轧得到铝合金板材；对热轧后的铝合金板材进行固溶淬火处理；将固溶淬火后的铝合金板材进行回归再时效处理和后处理，得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。
[0008]具体的，工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金的质量百分比具体为：
[0009]工业纯Zn占5.9％～6.9％，工业纯Mg占2.0％～2.7％，Mn占0.1％～0.2％，Ti占0.05％～0.15％，Zr占0.05％～0.15％，La占0.05％～0.15％，Ce占0.05％～0.10％，Y占0.10％～0.15％，Sc占0.05％～0.30％，Er占0.05％～0.30％，杂质总量≤0.15％，余量为工业纯Al。
[0010]具体的，真空熔炼的熔炼温度730～760℃，熔炼时间1～2h，熔炼过程中加入中间合金AlMn10、AlTi5、AlZr5、AlLa20、AlCe10、AlV5、AlY10、AlSc2及AlEr20。
[0011]具体的，采用保护气氛进行精炼，精炼的温度为700～720℃，时间为20～30min。
[0012]具体的，浇铸温度为700～720℃，均匀化处理的温度为460～480℃，保温20～28h。
[0013]具体的，铣面处理后铝合金铸锭的厚度为20～30mm，加热温度为370～410℃，保温时间1～2h。
[0014]具体的，热轧工艺采用10～12道次轧制，道次间保温10min，轧制速度10～12m/min，热轧后板材的厚度为10mm，单道次压下量为1～2mm，轧制速度为13m/s，终轧温度320
±
10℃，得到铝合金板材；热轧过程中采用的润滑介质为乳液，乳液为4％～4.5％的司班，15～17％的洗涤剂和机油组成的水包油润滑剂。
[0015]具体的，固溶淬火处理的固溶温度为465～470℃，保温时间为90～120min，淬火过程中冷却介质的温度为22～26℃。
[0016]具体的，回归再时效处理和后处理具体为：
[0017]从室温升至100～120℃，升温速率5～10℃/min，保温24～26h，完成预时效；从室温升至150～180℃，升温速率5～10℃/min，保温60～80min，完成回归处理；再从室温升至100～120℃，升温速率5～10℃/min，保温24～26h，完成再时效；最后制备得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。
[0018]本专利技术的另一技术方案是，一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。
[0019]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0020]一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，通过合金成分优化，铸造、热轧、回归再时效热处理等技术手段，制备得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材，有效提高了铝合金的耐腐蚀性能和断裂韧性，顺利制备出性能优化后的铝合金板材。
[0021]进一步的，高的Zn/Mg比，可以提高铝合金的综合力学性能，提高Zn含量可以提高MgZn2含量，同时降低S(Al2CuMg)相比例，S相的脆性比θ(Al2Cu)相高，利于同时提高材料的强度与塑韧性，Sc，Zr和Er配合形成的Al3(Sc,Zr,Er)与基体的晶格、热力学匹配度更优，细化晶粒同时，利于提高材料的焊接性能与腐蚀性能，Ti可以使合金具有更优异的韧性，并且可形成Al3Ti异质形核，细化基体晶粒，La在加入铝合金中进行熔炼时，试样中针孔和气孔明显减少，使铸锭组织更加均匀，具有除气精炼的效果，添加Ce后能抑制GP区和θ
″
相生成，易于形成θ
′
相，并且Ce会增加基体的晶格畸变，使系统能量上升，系统为降低自身能量，在Ce周围易形成θ
′
相，使合金抗拉强度提升，添加Ce后能抑制GP区和θ
″
相生成，易于形成θ
′
相，并且Ce会增加基体的晶格畸变，使系统能量上升，系统为降低自身能量，在Ce周围易形成θ
′
相，使合金抗拉强度提升，适量的Y可以细化晶粒，与杂质元素Fe、Si可形成FeYAl8、Fe6AlY6、Fe4YAl8、SiYAl2、Si2YAl2、MnYAl8等多种化合物，这些含Fe、Si等化合物的形成能净化基体。
[0022]进一步的，在真空熔炼炉中容易将溶于合金中的氮、氢、氧和碳去除到远比常压下冶炼为低的水平，同时对于在熔炼温度下蒸汽压比基体基体金属高的杂质元素可通过挥发去除，而合金中需要加入的铝、钛、硼及锆等活性元素的成分易于控制。因此经真空感应熔炼的金属材料可明显的提高韧性，疲劳强度，耐腐蚀性能和高温蠕变等多种性能；温度设置在730～760℃之间可避免合金元素发生烧损，进而影响合金性能；
[0023]进一步的，采用保护气氛氩气进行精炼，无毒无腐蚀性，通入氩气到熔液中，由于气泡与铝溶液接触的界面上存在氢的分压差，氢便进入气泡中上升排出熔液，且气泡在上升的过程中会吸附氧化铝等杂质达到净化效果。精炼温度设施为700～720℃，有利于增强氢的扩散能力，且通氩精炼时氩气富集于铝熔池表面，可防止铝液与外界气体的反应，因而
精炼效果较好。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，将工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金进行配料；对配料进行真空熔炼得到合金液，然后对合金液进行精炼；将精炼后熔融状态的原料浇铸得到铝合金铸锭，对铝合金铸锭进行均匀化处理；将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面处理，再对铣面后的铝合金铸锭进行加热处理，加热保温后将铝合金铸锭热轧得到铝合金板材；对热轧后的铝合金板材进行固溶淬火处理；将固溶淬火后的铝合金板材进行回归再时效处理和后处理，得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。2.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金的质量百分比具体为：工业纯Zn占5.9％～6.9％，工业纯Mg占2.0％～2.7％，Mn占0.1％～0.2％，Ti占0.05％～0.15％，Zr占0.05％～0.15％，La占0.05％～0.15％，Ce占0.05％～0.10％，Y占0.10％～0.15％，Sc占0.05％～0.30％，Er占0.05％～0.30％，杂质总量≤0.15％，余量为工业纯Al。3.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，真空熔炼的熔炼温度730～760℃，熔炼时间1～2h，熔炼过程中加入中间合金AlMn10、AlTi5、AlZr5、AlLa20、AlCe10、AlV5、AlY10、AlSc2及AlEr20。4.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，采用保护气氛进行精炼，精炼的温度为700～720℃，时间为20～30min。5.根据权利要求1所述的车用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李烨飞，杨焰梅，郑巧玲，高义民，许斌，吴子涵，王毅彬，李嘉杰，刘思诚，刘庆坤，周长猛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：