一种控制6000系铝合金中AlFeSi相的方法及铝合金技术

技术编号：40293356 阅读：7 留言：0更新日期：2024-02-07 20:43

本发明专利技术公开了一种控制6000系铝合金中AlFeSi相的方法及铝合金，涉及金属冶炼与热处理技术领域。该技术步骤如下：首先按照质量比配料：Si:1.0‑1.5%，Mg:0.25‑0.6%，Cu:<0.20%，Mn:<0.20%，Fe:<0.50%，Cr:<0.10%，Ti:<0.15%，其余为Al；然后一次性加热到700~760℃保温熔炼30~60min后，以5~35℃/s的冷却速率快速冷却至560~590℃，再以20~120℃/h的冷却速率缓慢冷却至240℃～280℃后空冷至室温；最终再次加热到530~560℃保温2~4h后进行温轧细化晶粒。本发明专利技术的优点在于凝固过程中首先促进亚稳定β‑AlFeSi相的形成，在后续热处理过程中转变为细小的α‑AlFeSi相，释放出Si原子，结合温轧技术对晶粒进行细化，显著提高铝合金的力学性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属冶炼与热处理，特别是涉及一种控制6000系铝合金中alfesi相的方法及铝合金。

技术介绍

1、6000系铝合金是以镁和硅为主要合金元素并以mg2si相为强化相的铝合金，属于热处理可强化铝合金。合金具有中等强度、耐蚀性高、无应力腐蚀破裂倾向、成形性和工艺性能良好等优点。

2、汽车的轻量化是世界各国对未来汽车发展的重要研究方向，主要有三种路径：材料轻量化、提升制造工艺和优化结构设计，其中材料轻量化最受重视。目前汽车用铝合金主要为5000系和6000系铝合金，6000系铝合金集中了5000系和4000系铝合金的优点，但是仍有强度较低，难以实现承力结构件的轻量化的缺点，未能充分发挥铝合金轻量化优势。在6000系铝合金的熔炼凝固过程alfesi相的产生，是限制其性能发挥的因素之一。

3、alfesi相是凝固时形成的金属间化合物，这些化合物具有很高的熔点，尺寸粗大，而且比较脆，在铝合金后续热处理和加工过程中一直存在材料中，无法在固溶处理时溶入基体。如果大量粗大的金属间化合物沿着铝合金晶界分布，会降低晶界结合强度，减小材料的断裂韧性。因此对一种控制6000系铝合金中alfesi相的方法及铝合金的研究是必要的。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种控制6000系铝合金中alfesi相的方法及铝合金，该方法首先通过控制6000系铝合金凝固过程中的冷却速率，使在凝固过程中减少α-alfesi相的产生，并促进β-alfesi相的产生；通过控制冷却速率

2、为了实现本专利技术的上述目的，采用以下技术方案：

3、一种控制6000系铝合金中alfesi相的方法及铝合金，包括以下步骤：

4、步骤一：依次投入材料熔炼6000系铝合金，对6000系铝合金溶液凝固过程进行分级冷却；

5、步骤二：对凝固的6000系铝合金铸坯先进行均匀化热处理，再进行温轧。

6、进一步：步骤一中熔炼温度一次性加热到700~760℃保温熔炼30~60min。

7、优选地：一次性加热到730℃～750℃，保温50~60min。

8、进一步：步骤一中分级冷却处理先以5~35℃/s的速率进行快速冷却，冷却至560~590℃，随后以20~120℃/h的速率冷却至240～280℃，最后空冷至室温。

9、优选地：以15~30℃/s的速率进行快速冷却，冷却至565~575℃。

10、优选地：以30~60℃/h的速率冷却至240℃～260℃，最后空冷至室温。

11、进一步：步骤二中均匀化热处理为以5~10℃/min的升温速率加热到530~560℃保温2~4h，保温完成后冷却至290~370℃进行温轧。

12、优选地：以7~10℃/min的升温速率加热到550~560℃保温3~4h。

13、优选地：在300~340℃进行温轧，采用道次递减的轧制方法，每道次轧制量超过50%，细化晶粒。

14、本专利技术的优点如下：

15、本专利技术提供一种控制6000系铝合金中alfesi相的方法及铝合金，采用分级冷却、均匀化处理以及温轧协同调控方式，对alfesi相存在状态、晶粒尺寸和取向进行调控，既避免了α-alfesi相尺寸的增长，又形成了稳定细小的alfesi相，从而提高材料强度和延展性等综合性能，减少铝合金中fe元素对si元素的占用，对6000系铝合金中alfesi相进行了有效调控。

16、本方法无需对生产流程和设备进行改造，实现起来简单易行，生产出的6000系铝合金厚板综合力学性能明显提升，适用于工业化生产。

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【技术保护点】

1.一种控制6000系铝合金中AlFeSi相的方法及铝合金，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种控制6000系铝合金中AlFeSi相的方法及铝合金，其特征在于，步骤2）中以5~35℃/s的冷却速率进行快速冷却，冷却至560~590℃，随后以20~120℃/h的冷却速率缓慢冷却至240℃～280℃，最后空冷至室温。

3.按照权利要求1所述的一种控制6000系铝合金中AlFeSi相的方法及铝合金，其特征在于，步骤3）以5~10℃/min的升温速率加热到530~560℃保温2~4h。

4.按照权利要求1所述的一种控制6000系铝合金中AlFeSi相的方法及铝合金，其特征在于，步骤4）均匀化处理后冷却至290~370℃进行温轧，采用道次压下率递减方式进行3~5个道次的变形，每个道次变形超过30%。

【技术特征摘要】

1.一种控制6000系铝合金中alfesi相的方法及铝合金，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种控制6000系铝合金中alfesi相的方法及铝合金，其特征在于，步骤2）中以5~35℃/s的冷却速率进行快速冷却，冷却至560~590℃，随后以20~120℃/h的冷却速率缓慢冷却至240℃～280℃，最后空冷至室温。

3.按照权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，周书豪，吴冰冰，刘晓明，张笛，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：

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