高强度且耐SCC性及淬火性优异的铝合金挤压材料的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种挤压材料的挤压加工后的淬火在空冷水平的冷却速度下能够得到高强度，且耐SCC性优异的铝合金挤压材料的制造方法。其特征在于，具有如下步骤：铸造铝合金组成的坯料，其中，以下均按质量％计，所述铝合金组成的坯料由下述构成：Zn：6.0～8.0％、Mg：1.5～3.0％、Cu：0.20～1.50％、Zr：0.10～0.25％、Ti：0.005～0.05％、Mn：0.15～0.35％、Sr：0.25％以下，[Mn+Zr+Sr]的合计为0.25～0.50％，余量为Al及不可避免的杂质，将所述坯料在480～520℃下均质化处理1～14个小时之后，按照50℃/hr以上的冷却速度进行冷却；使用所述经均质化处理的坯料挤压加工挤压材料时，进行挤压加工后立即按照50～750℃/min的冷却速度进行冷却，以使得刚刚完成挤压加工的挤压材料的温度达到325～550℃；以及将所述挤压材料实施90～130℃下1～8个小时和130～180℃下1～20个小时的二级人工时效处理。1～20个小时的二级人工时效处理。1～20个小时的二级人工时效处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度且耐SCC性及淬火性优异的铝合金挤压材料的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种使用Al
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Zn
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Mg系的铝合金的挤压材料的制造方法。

技术介绍

[0002]作为高强度的铝合金，已知有Al
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Mg
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Si系的6000系合金和Al
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Zn
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Mg系的7000系合金，一般认为7000系合金的挤压加工性相对较好。
[0003]近年来，为了实现车辆的轻量化，探讨了在车辆用结构部件中应用铝合金。
[0004]对于车辆的结构部件，除高强度之外，还要求弯曲加工性以及耐蚀性。
[0005]特别是，在施加应力的使用环境中，耐应力腐蚀开裂性也很重要。
[0006]其中，根据应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking)，表示为耐SCC性。
[0007]例如，专利文献1中公开了一种挤压材料，该挤压材料使用铝合金，该铝合金含有Zn：3.0～8.0wt％、Mg：0.4～2.5wt％、Cu：0.05～2.0wt％、Ti：0.001～0.2wt％；并含有Cr：0.01～0.3wt％、Mn：0.01～0.3wt％、Zr：0.01～0.3wt％中的一种或两种以上，其中，所述挤压材料由挤压加工后进行复原处理和压扁加工的Al
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Zn
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Mg系铝合金组成。
[0008]在该公报公开的铝合金中，为了抑制挤压材料表面的再结晶深度，Mn、Cr、Zr这三种过渡元素相对包含得多。
[0009]特别是，Cr会对挤压加工后的淬火性产生很大影响，如果在挤压加工后不能按照水冷水平的大冷却速度进行冷却，则不能获得高强度。
[0010]另外，由于实施了将挤压材料加热至400℃以上的复原处理，因此，有时挤压材料表面的再结晶层的深度增加，弯曲加工等成型性降低，耐应力腐蚀开裂性也变得不充分。
[0011]从该公报的实施例来看，耐力在450MPa以下时不充分，而耐力为450MPa以上的材料的耐SCC性较差。
[0012]专利文献2中公开了一种Zn：5.0～7.0wt％、Mg：1.0～1.50wt％、Cu：0.1～0.3wt％、Zr：0.05～0.20wt％、Cr：0.03～0.2wt％、Mn：0.3wt％以下、Ti：0.001～0.05wt％的铝合金。
[0013]由于该公报中公开的铝合金也含有Cr：0.03～0.2wt％，其强度以耐力计仅在400MPa的水平，并不充分，并且耐SCC性也不充分。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献
[0016]专利文献1：日本特开2014
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145119号公报
[0017]专利文献2：日本专利第2928445号公报

技术实现思路

[0018]专利技术所要解决的技术问题
[0019]本专利技术的目的在于提供一种挤压材料挤压加工后的淬火在空冷水平的冷却速度
下得到高强度，且耐SCC性优异的铝合金挤压材料的制造方法。
[0020]用于解决技术问题的技术方案
[0021]本专利技术人等对在确保高强度的同时，生产性优异，且提高耐SCC性的制造条件进行了诸多探讨。
[0022]其结果，根据对铝合金的组成的探讨，例如虽然为了抑制挤压材料的表面的再结晶深度添加了Cr，但是否不能得到目标挤压材料，并按照坯料的铸造、挤压加工的流程进行了要因分析，从而完成了本专利技术。
[0023]铝合金的挤压材料的制造的流程由如下步骤组成。
[0024](1)调节铝合金的组成。
[0025](2)加热熔融铝合金，铸造坯料(在该阶段，坯料形成连铸而成的长条坯)。
[0026](3)铸造成的坯料在凝固时会产生微观偏析，因此重新加热来消除该微观偏析。
[0027]将该工序称为均质化处理。
[0028](4)均质化处理后的长条坯形成切割为规定长度的用于挤压加工的坯料。
[0029](5)上述坯料在预热至规定的温度之后装填在挤压机的容器中，经由挤压模头，通过直接挤压法、间接挤压法等，挤压加工出长条挤压材料。
[0030](6)挤压加工属于热加工的领域，刚刚从挤压模头挤压出的挤压材料达到高温，通过空冷或水冷冷却至规定的温度。
[0031]将该工序称为淬火，特别是在刚刚挤压之后进行淬火的情况下，也可以称为模头端淬火。
[0032](7)上述得到的挤压材料通过进行称为人工时效处理的热处理，利用析出固化实现高强度。
[0033]本专利技术人注意到，虽然铝合金的组成也是重要因素之一，但铸造坯料的均质化处理工序也很重要。
[0034]本专利技术所涉及的高强度且耐SCC性及淬火性优异的铝合金挤压材料的制造方法的特征在于，具有如下步骤：铸造铝合金组成的坯料，以下均按质量％计，所述铝合金组成的坯料由下述组成：Zn：6.0～8.0％、Mg：1.5～3.0％、Cu：0.20～1.50％、Zr：0.10～0.25％、Ti：0.005～0.05％、Mn：0.15～0.35％、Sr：0.25％以下，[Mn+Zr+Sr]的合计为0.25～0.50％，余量为Al及不可避免的杂质；将所述坯料在480～520℃下均质化处理1～14个小时后，按照50℃/hr以上的冷却速度进行速度；在使用所述经均质化处理的坯料挤压加工挤压材料时，进行挤压加工后立即按照50～750℃/min的冷却速度进行冷却，以使刚刚完成挤压加工的挤压材料的温度达到325～550℃；以及对所述挤压材料进行90～130℃下1～8个小时和130～180℃下1～20个小时的二级人工时效处理。
[0035]若如上制造，则能够得到480MPa以上的拉伸强度、460MPa以上的0.2％耐力。
[0036]另外，作为耐SCC性，以下述试验条件为1循环实施720循环后结果是试验片上不会产生开裂。
[0037][试验条件][0038]<1循环>
[0039]具有下述步骤：
[0040]在对试验片施加耐力值80％的应力的状态下，在3.5％NaCl水溶液中于25℃下浸
渍10分钟；
[0041]然后，在25℃、湿度40％的气氛中保持50分钟；以及
[0042]然后，进行自然干燥。
[0043]接着，对选定铝合金组成的理由进行说明。
[0044]<Zn成分>
[0045]在7000系的铝合金中，Zn成分即使浓度较高，挤压性的降低也较少，因此含量最多。
[0046]但是，若过多添加，则会导致耐应力腐蚀开裂性降低，因此，按照质量％计，Zn可以在6.0～8.0％的范围。
[0047]<Mg成分>
[0048]由于Zn成分和MgZn2的析出物会带来高强度，因此，Mg成分与Zn均为重要的添加成分，但若添本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高强度且耐SCC性及淬火性优异的铝合金挤压材料的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：铸造铝合金组成的坯料，以下均按质量％计，所述铝合金组成的坯料由下述组成：Zn：6.0～8.0％、Mg：1.5～3.0％、Cu：0.20～1.50％、Zr：0.10～0.25％、Ti：0.005～0.05％、Mn：0.15～0.35％、Sr：0.25％以下，[Mn+Zr+Sr]的合计为0.25～0.50％，余量为Al及不可避免的杂质；将所述坯料在480～520℃下均质化处理1～14个小时之后，按照50℃/hr以上的冷却速度进行冷却；在使用经所述均质化处理的坯料挤压加工挤压材料时，进行挤压加工之后立刻按照50～750℃/min的冷却速度进行冷却，以使得刚完成挤压加工后的挤压材料的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田果林，松井宏昭，
申请(专利权)人：爱信轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：