具有良好的淬火性且高韧性及高强度的铝合金挤出材料的制造方法技术

本申请涉及具有良好的淬火性且高韧性及高强度的铝合金挤出材料的制造方法，其特征在于，使用铝合金以铸造速度60mm/min以上铸造坯料，所述铝合金由以下以质量％计的Mg：0.50～1.0％、Si：0.80～1.30％、化学计量组分限制为Mg2Si：0.85～1.75％及过量Si：0.10～0.85％、Mn：0.10～0.60％、Fe：0.05～0.35％、Mn+Fe：0.15～0.95％、Cu：0.35％以下、Cr：不足0.10％、Zr：不足0.10％、Zn：不足0.10％、Ti：0.10％以下、以及剩余部分为铝和不可避免的杂质构成，将所述坯料在560～590℃下进行2～8小时的均质化处理后，以50℃/hr以上的速度冷却，使所述坯料的余热在400～550℃下之后进行挤出加工，从所述挤出加工之后即刻的挤出材料的温度为460～550℃的状态起，以平均冷却速度350℃/min以上进行冷却，之后进行人工时效处理。之后进行人工时效处理。之后进行人工时效处理。

【技术实现步骤摘要】
具有良好的淬火性且高韧性及高强度的铝合金挤出材料的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种由Al
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Mg
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Si系的铝合金构成的挤出材料的制造方法，尤其涉及一种适于通过挤出加工之后即刻空冷而得到具有良好的淬火性并且韧性优异、高强度的挤出材料的制造方法。

技术介绍

[0002]以车辆等的轻量化为目的，铝合金的挤出材料被广泛研究。
[0003]车辆的结构部件或零部件不仅要求轻量化，而且要求高强度，同时在生产时弯曲加工等机械加工性优异，并且从使用时确保耐冲击性的观点出发，要求高韧性等。
[0004]例如，在专利文献1中，公开一种具有高强度且高韧性的铝合金，但是其为一种板材的制造方法，不能直接应用于挤出材料。
[0005]在专利文献2中，公开一种弯曲破碎性和耐腐蚀性优异的铝合金挤出材料，但是在挤出加工之后即刻的冷却中使用水冷，因此不能认为具有良好的淬火性，另外，在水冷时挤出材料容易产生冷却应变或变形，生产率或质量不良。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2016
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20527号公报
[0009]专利文献2：日本特开2011
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208251号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的技术问题
[0011]本专利技术的目的在于，提供一种挤出加工时具有良好的淬火性，并且高强度的同时具有优异的韧性的铝合金挤出材料的制造方法。/>[0012]用于解决问题的技术方案
[0013]本专利技术所涉及的铝合金挤出材料的制造方法的特征在于，使用铝合金以铸造速度60mm/min以上铸造坯料，所述铝合金由以下以质量％计的、Mg：0.50～1.0％、Si：0.80～1.30％、化学计量组分Mg2Si：0.85～1.75％及过量Si限制为：0.10～0.85％、Mn：0.10～0.60％、Fe：0.05～0.35％、Mn+Fe：0.15～0.95％、Cu：0.35％以下、Cr：不足0.10％、Zr：不足0.10％、Zn：不足0.10％、Ti：0.10％以下、以及剩余部分为铝和不可避免的杂质构成，将所述坯料在560～590℃下进行2～8小时的均质化处理后，以50℃/hr以上的速度冷却，使所述坯料的余热在400～550℃下之后进行挤出加工，从所述挤出加工之后即刻的挤出材料的温度为460～550℃的状态起，以平均冷却速度350℃/min以上进行冷却，之后进行人工时效处理。
[0014]为了通过挤出加工制造铝合金的挤出材料，在直接挤出机或间接挤出机的挤压筒中填充圆柱坯料，在挤压筒上安装模头，从后方利用挤压杆进行加压挤出，从而使用将熔融
金属调整为规定的合金组分并铸造而成的圆柱坯料。
[0015]因此，对于挤出材料的特性而言，不仅是合金组分，其制造条件也重要。
[0016]合金组分的选定理由在后面说明，首先对坯料的制造以及挤出条件等进行说明。
[0017]在铝合金的圆柱坯料的铸造中，可以采用浮式铸造法、热顶铸造法及绝热铸模式铸造法等，在所有的情况下均将加热熔融的熔融金属从铸模的上方浇注，从侧部对其一边进行冷却一边向下方连续铸造。
[0018]此时，当以铸造速度为60mm/min以上的方式一边进行冷却一边铸造时，坯料截面的中心部和周侧部的平均晶粒粒径为250μm以下，能够维持挤出加工后的晶粒的细微化。
[0019]如上所述铸造而成的坯料在合金凝固时会产生不均匀的微观偏析物，因此进行均质化处理(HOMO处理)。
[0020]在本专利技术中，通过以560～590℃加热2～8小时，使偏析物再固溶化，之后以50℃/hr以上的速度进行冷却，由此实现析出物的均匀化和细微化。
[0021]合金组分的选定理由如下所述。
[0022]＜Mg、Si＞
[0023]本专利技术所涉及的铝合金为Al
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Mg
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Si系的热处理合金。
[0024]Mg和Si通过Mg2Si的中间相的析出而得到高强度。
[0025]此时，当与化学计量的Mg2Si组分相比为过量Si组分时，能够得到更高的强度。
[0026]另一方面，当Mg2Si的析出量过多时，Mg2Si的析出物成为起点，韧性降低或挤出性降低。
[0027]根据这样的观点，在本专利技术中，设定为：以下均以质量％计，Mg：0.50～1.0％、Si：0.80～1.30％，并且使过量Si(exSi)：0.10～0.85％、Mg2Si：0.85～1.75％的范围。
[0028]＜Mn、Fe、Cr、Zr＞
[0029]当少量添加Mn时析出的Mn化合物具有成为Mg2Si中间析出相的优先析出位点的效果，使挤出加工之后即刻的冷却(模头端淬火)为空冷水平的冷却速度，充分地得到淬火效果。
[0030]此时，挤出加工之后即刻的冷却开始时的挤出材料的温度(冷却开始温度)也重要，本专利技术控制为460～550℃的范围，优选在挤出材料的温度至少为200℃以下之前，能够以平均冷却速度为350℃/min以上且通过空冷进行冷却的冷却速度。
[0031]另外，Mn对挤出材料的晶粒的细微化也有效。
[0032]在此，Fe、Cr、Zr也与Mn同样属于过渡金属，对挤出加工之后即刻的淬火中的析出物的析出速度造成较大的影响。
[0033]尤其Cr的淬火敏感性强，若不是水冷水平的高速冷却，则不能充分地得到淬火效果。
[0034]Fe在空冷水平的冷却速度下对淬火有效，并且抑制再结晶，容易得到在挤出方向上伸长的纤维状组织，因此对淬火性和韧性的提高有效。
[0035]以往Fe与其他成分一起形成各种化合物，成为偏析的原因，因此作为杂质处理，对其尽量抑制。
[0036]相对于此，本专利技术设定为Mn：0.10～0.60％、Fe：0.05～0.35％及Mn+Fe的总计在0.15～0.95％的范围，从而成为良好的淬火性、高韧性和高强度。
[0037]以往，当成为高强度时存在容易破裂的问题，但在本专利技术中能够兼顾。
[0038]在本专利技术中Cr、Zr作为杂质处理，越少越好，分别使其不足0.10％。
[0039]＜Cu＞
[0040]Cu被少量添加时，因固溶而有助于高强度，若变多则导致挤出性的降低、耐腐蚀性的降低，因此即使在添加的情况下也优选为Cu：0.35％以下。
[0041]＜Zn＞
[0042]Zn对挤出性几乎没有影响，但通过MgZn2的析出而韧性降低，耐应力腐蚀裂纹性降低，因此作为杂质处理，优选为不足0.10％。
[0043]＜Ti＞
[0044]Ti在铝合金的坯料的铸造时，对晶粒的细微化有效，因此优选以0.10％以下的范围添加。
[0045]在本专利技术中，如上述那样选定合金组分，对铝合金的坯料按照上述的方式进行铸造和均质化处理，由此使坯料的余热在400～550℃的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有良好的淬火性且高韧性及高强度的铝合金挤出材料的制造方法，其特征在于，使用铝合金以铸造速度60mm/min以上铸造坯料，所述铝合金由以下以质量％计的Mg：0.50～1.0％、Si：0.80～1.30％、化学计量组分限制为Mg2Si：0.85～1.75％及过量Si：0.10～0.85％，Mn：0.10～0.60％、Fe：0.05～0.35％、Mn+Fe：0.15～0.95％、Cu：0.35％以下、Cr：不足0.10％、Zr：不足0.10％、Zn：不足0.10％、Ti：0.10％以下、以及剩余部分为铝和不可避免的杂质构成，将所述坯料在560～590℃下进行2～8小时的均质化处理后，以50℃/hr...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨高祐树，
申请(专利权)人：爱信轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：