【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金，尤其是涉及一种铝合金及其挤压成型方法和应用。
技术介绍
1、随着社会发展需要，部分应用场景中，型材的壁厚越来越薄，型材空腔面积越来越小。比如热交换器。为提高传热效果,同时减轻重量，热交换器的壁厚已减薄至0.3mm,甚至更薄，型材空腔面积10mm2甚至更小。同时，热交换管在后续的使用场景中既要保证一定的强度范围，同时考虑到后续可能会需要出现大角度弯曲等冷加工，对挤压型材的伸长率有极高的要求。因此，此类型材极大的挑战现有合金体系，同时对制备方法提出极高要求。
2、传统技术中，换热器等小空腔的型材，通常采用挤压法生产，在挤压生产中，挤压型材通过挤压模具实现成形。型材空腔对应挤压模具芯头，模具芯头与模具框架主体链接部位称之为模具脖位。脖位的四周各处比芯头小0.3～0.8mm，以方便金属顺利通过并且不影响型材成形尺寸。在挤压壁薄，而且空腔小的热交换器型材时，因为型材空腔面积10mm2甚至更小，对应的模具芯头面积约等于型材空腔面积。而模具的脖位截面积则非常小。比如，型材空腔长度为4mm，宽度为2.5mm，模具芯头的长度约为4-0.3-0.3＝3.4mm，宽度为2.5-0.3-0.3＝1.9mm。在挤压过程，尤其是刚开始挤压突破时，当挤压力过大，容易将模具从截面积最小的脖位处挤断，模具损坏，导致挤压型材不能按预定成形。
3、综合换热器对耐腐蚀性以及强度的需求，换热器通常使用al-mn合金中3003合金。但用于空腔小，壁厚薄的热交换器生产时，3003合金中mn含量高，且无其他成分与之搭配，变形抗力大
4、综上，传统技术中设计的铝合金及其挤压成型方法，难以同时实现高强度、高延伸率、小空腔和多空腔型材的生产。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种铝合金，能够在兼顾铝合金强度、延伸率的基础上，使之可以挤压成型为小空腔、多空腔、壁薄的型材。
2、本专利技术还提供了上述铝合金的挤压成型方法。
3、本专利技术还提供了上述铝合金或挤压成型方法在制备换热器中的应用。
4、根据本专利技术第一方面的实施例，提供了一种铝合金，按质量百分数计，所述铝合金的组成为：
5、
6、余量为al和杂质。
7、根据本专利技术实施例的铝合金，至少具有如下有益效果：
8、本专利技术提供的铝合金中，添加了主要合金元素，由此保证了铝合金的强度和耐腐蚀性；此外，还添加了一定的微量元素，进而调控了铝合金高温韧性，控制了材料的晶粒组织，从而最大程度的提高所得铝合金的力学性能，并提高了挤压性能。具体的：
9、cu、mn是所述铝合金的主要合金元素，这些元素在铝合金中具有固溶强化作用，保证了材料的强度；随cu、mn的含量提升，所得铝合金的强度随之升高，但cu、mn含量增高会引起挤压变形抗力大，严重恶化挤压性能。本专利技术限定了cu、mn的含量上下限，由此协调了强度和挤压性能。
10、la、ce是所述铝合金的微合金化元素，通过有限固溶强化和稀土化合物的第二相强化共同起到强化作用。同时，la、ce还可以起到细化晶粒作用。最重要的是，la、ce极大提高合金的高温塑性，提高合金的可挤压性：添加一定量的la、ce，两者协同，对抑制再结晶晶粒长大的效果及其稳定性良好，可确保铝合金沿挤压后获得细小的再结晶组织，晶粒平均截距为30～50μm；由此，所述铝合金可用于挤压生产更薄壁厚更小空腔的型材，且挤压速度可等于200％的3003合金而不会恶化挤压材料表面质量，提升挤压成型的效率。
11、所述铝合金中，b和ti也具有细化晶粒的作用，和la、ce协同后，可进一步提升所得铝合金的可挤压性能。
12、本专利技术中含有1.0～1.3％mn，具有一定的促进挤压材晶粒细化、韧性提升的作用。fe、si、mn的含量配比，结合后续的处理工序，可显著促进针条状的含fe相球化，消除fe杂质元素的负面影响，提高挤压性，改善挤压型材表面质量。同时，可将晶粒控制在30～50μm，极大提高所得铝合金的延展性，防止由所述铝合金制备的型材部件，例如热交换管在后续的弯曲等冷加工中出现橘皮或开裂情况。
13、综上，本专利技术提供的铝合金中，合金元素的种类、含量协同，可保证所得铝合金的强度、晶粒尺寸、挤压性能、延展性，以及挤压成型加工的效率和良率。
14、根据本专利技术的一些实施例，单个所述杂质占所述铝合金的质量百分数≤0.05％。
15、根据本专利技术的一些实施例，所述杂质占所述铝合金的质量百分数之和≤0.15％。
16、根据本专利技术的一些实施例，按质量百分数计，所述铝合金的组成为：
17、
18、余量为al和杂质。
19、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，si的质量百分含量为0.17～0.19％。例如具体可以是约0.18％。
20、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，si的质量百分含量为0.08～0.1％。例如具体可以是约0.09％。
21、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，fe的质量百分含量为0.45～0.49％。例如具体可以是约0.48％。
22、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，fe的质量百分含量为0.37～0.38％。
23、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，cu的质量百分含量为0.11～0.15％。例如具体可以是约0.12％。
24、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，mn的质量百分含量为1.2～1.29％。例如具体可以是约1.25％或约1.28％。
25、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，mn的质量百分含量为1～1.08％。例如具体可以是约1.01％。
26、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，mn的质量百分含量为1.1～1.15％。例如具体可以是约1.11％。
27、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，la的质量百分含量为0.08～0.12％。例如具体可以是约0.1％。
28、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，ce的质量百分含量为0.02～0.05％。例如具体可以是约0.03％。
29、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，la和ce的质量比为2～5:1。由此所得铝合金的高温塑性最高，挤压性最佳，同时晶粒平均截距在30～50μm，h112状态下产品伸长率达38％以上，由此可满足所述铝合金挤压成型后的大角度弯曲等冷加工条件，而不会发生褶皱、开裂等不良情况。
30、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，la和ce的质量比为3～4:1。
31、根据本专利技术的一些实施例，所述铝合金中，ti的质量百分数为0.01～0.02％。例如具体可以是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝合金，其特征在于，按质量百分数计，所述铝合金的组成为：
2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，按质量百分数计，所述铝合金的组成为：
3.根据权利要求1或2所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金中，La和Ce的质量比为2～5:1。
4.一种如权利要求1～3任一项所述铝合金的挤压成型方法，其特征在于，所述挤压成型方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的挤压成型方法，其特征在于，步骤S2中，所述铸锭的获取方法包括依次进行的：熔炼、晶粒细化处理、除杂、铸造和均匀化。
6.根据权利要求5所述的挤压成型方法，其特征在于，所述除杂包括依次进行的除气箱除氢和在线除渣；优选地，所述在线除渣包括泡沫陶瓷过滤板过滤和RD管式过滤箱过滤中的至少一种；优选地，所述均匀化的温度600～620℃；优选地，所述均匀化的时长为6～15h。
7.根据权利要求4所述的挤压成型方法，其特征在于，步骤S2中，还包括在所述挤压成型之前对所述铸锭进行在线热剥皮；和/或，所述在线热剥皮的单边剥皮量为1～3mm。
8.根据权利要
9.一种如权利要求1～3任一项所述铝合金或如权利要求4～8任一项所述挤压成型方法在制备多腔型材中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述多腔型材中，空腔的腔壁厚≥0.3mm；优选地，所述空腔的腔面积≥10mm2；优选地，所述多腔型材中，空腔的个数为5～50个；优选地，所述多腔型材包括换热器和散热器中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，按质量百分数计，所述铝合金的组成为：
2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，按质量百分数计，所述铝合金的组成为：
3.根据权利要求1或2所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金中，la和ce的质量比为2～5:1。
4.一种如权利要求1～3任一项所述铝合金的挤压成型方法，其特征在于，所述挤压成型方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的挤压成型方法，其特征在于，步骤s2中，所述铸锭的获取方法包括依次进行的：熔炼、晶粒细化处理、除杂、铸造和均匀化。
6.根据权利要求5所述的挤压成型方法，其特征在于，所述除杂包括依次进行的除气箱除氢和在线除渣；优选地，所述在线除渣包括泡沫陶瓷过滤板过滤和rd管式过滤箱过滤中的至少一种；优选地，所述均匀化的温...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁小理，黄保荣，郑嘉华，黄传演，杨干，
申请(专利权)人：广东和胜工业铝材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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