【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高强高韧铝合金制备，具体涉及一种高强高韧6xxx系铝镁硅合金及其制备方法。
技术介绍
1、6xxx系铝合金具有高的强度重量比、成形性和良好的耐蚀性，无应力腐蚀开裂现象，具有良好的焊接性能，强度适中，被广泛应用作运输和海洋环境中的结构材料。然而，现代工业的发展对6xxx系铝合金的强度和韧性等性能提出了更高的要求。
2、专利技术专利cn101100717a介绍了一种优良可锻性的高强度铝镁硅合金的生产方法，通过向合金中加入铁添加剂、锰添加剂、铬添加剂、钛硼细化剂，经熔化、炉内变质处理、净化处理、浇铸成棒材、对棒材进行均质处理和强制水冷等工艺，使得铝镁硅合金，具有高强度，抗拉强度高，不易变形、断裂，能满足汽车控制臂的要求。
3、专利cn109593996a介绍了一种采用挤压铸造技术，并采用t6热处理工艺制备的挤压铸造高强韧性铝镁硅铬合金材料，通过向合金中加入铬和铁元素，经固溶和时效工艺，使得其合金具有较高的强度和韧性，且粘模倾向小，成形性能好，适合制造具有轻量化要求的零件或构件。
4、专利cn1085754256a介绍了一种非热处理强化高强高韧压铸铝镁硅合金及其制备方法，通过增加mn、ti、be、ca、v、zr、re元素，经熔炼、精炼、变质、浇注、压铸等工艺，使得其非热处理得到的铝镁硅合金在铸态条件下就具有高强高韧的特点，并且可实现良好的压铸性能，满足了汽车行业大型薄壁车身结构件的应用需求。
5、上述工艺得到的铝合金材料，通过固溶、时效等多种热处理工艺和非热处理形成不同的组织
技术实现思路
1、针对上述现有技术的缺点，本专利技术提供一种高强高韧6xxx系铝镁硅合金及其制备方法。本专利技术通过添加la、sc和zr元素，并结合高温固溶和快速冷却循环，预时效处理、人工时效处理工艺，得到所需的mg-si原子团簇、析出相达到提高6xxx系铝镁硅合金的强韧性的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，通过通过添加la、sc和zr元素，对合金成分进行优化设计，结合高温固溶和快速冷却循环，预时效处理、人工时效处理工艺，实现6xxx系铝镁硅合金强度和韧性的最佳性能，包括以下步骤：
4、(1)将铝镁硅合金冶炼、浇铸、均质化处理；
5、(2)对均质化处理后的铝镁硅合金进行高温固溶和快速冷却循环处理；循环次数不少于10次，且每次循环处理间隔时间不少于5min；
6、(3)对高温固溶和快速冷却循环处理的铝镁硅合金进行预时效处理，然后进行人工时效处理，得到高强高韧6xxx系铝镁硅合金；
7、所述步骤(1)中，铝镁硅合金包括如下质量百分含量的成分：0.6～1.5％mg，0.5～1.7％si，0.05～0.2％la，0.1～0.7％sc，0.1～0.8％zr，余量为al和不可避免的杂质。
8、作为本专利技术的优选实施方案，所述固溶处理具体包括：将铝镁硅合金以150℃/s的速度快速加热至565～580℃，进行高温固溶处理，控制温度范围在10℃以内，固溶时间为10～30min。
9、作为本专利技术的优选实施方案，所述快速冷却具体包括：将铝镁硅合金用0.1mpa～0.3mpa的水流喷射，使其以300℃/s的速度冷却。
10、作为本专利技术的优选实施方案，所述高温固溶和快速冷却循环处理中，首次高温固溶温度为580℃，固溶时间20～30min，快速冷却至20℃，循环10次以上，每次循环的固溶时间逐次递减，以保证铝合金具有理想的空穴密度。
11、作为本专利技术的优选实施方案，所述预时效处理的温度为80～100℃，保温时间为30min，使得合金获得mg/si比为1的溶质原子团簇，可以为后续的人工时效析出相提供优越的异质形核位点，便于形核。
12、作为本专利技术的优选实施方案，所述人工时效处理的温度200～230℃，时效时间30～50min，以保证铝合金获得所需的析出相顺序和增强合金强韧性的析出相，进而获得高强高韧铝合金。
13、作为本专利技术的优选实施方案，所述步骤(1)中，铝镁硅合金中mg、si质量比为1。
14、本专利技术还要求保护所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法制备的高强高韧6xxx系铝镁硅合金。
15、高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法的原理为：
16、本专利技术使用快速升温到固溶温度+快速冷却水淬的方法循环，在铝镁硅合金基体中保留非常高的空位浓度，通过空位反复地输送溶质原子，极大促进mg-si团簇形成。同时la、sc和zr元素的添加显著提升了晶体细化程度。然后通过预时效处理为后续人工时效析出所需的析出相提供有利的异质形核位点，抑制自然时效对铝镁硅合金的影响。本专利技术通过上述工艺的协同作用，使得铝镁硅合金材料具备高的强度和韧性。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：与常规的铝镁硅合金生产工艺相比，本专利技术一方面通过添加稀土元素，细化合金的晶粒，抑制粗晶的出现；另一方面，通过特定的高温固溶、固溶时间、快速加热+快速冷却循环、预时效和人工时效处理工艺，保证了mg-si原子团簇的形成，促进所需的析出相的形成。本专利技术是通过添加特定的la、sc和zr元素，并结合特定高温固溶和快速冷却循环，预时效处理、人工时效处理工艺，获得理想的mg-si原子团簇及析出相的高强高韧稀土6xxx系铝镁硅合金。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，通过添加La、Sc和Zr元素，对合金成分进行优化设计，结合高温固溶和快速冷却循环，预时效处理、人工时效处理工艺，实现6xxx系铝镁硅合金强度和韧性的最佳性能，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，所述高温固溶具体包括：将铝镁硅合金以150℃/s的速度加热至565～580℃，固溶时间为10～30min。
3.如权利要求1所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，所述快速冷却具体包括：将铝镁硅合金用0.1Mpa～0.3MPa的水流喷射，使其以300℃/s的速度冷却。
4.如权利要求1所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，所述高温固溶和快速冷却循环处理中，首次高温固溶的温度为580℃，固溶时间为20～30min，快速冷却至20℃，循环10次以上，每次循环的固溶时间逐次递减。
5.如权利要求1所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，所述预时效处理的温度为80～100℃，保温时间为30m
6.如权利要求1所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，所述人工时效处理的温度200～230℃，时效时间30～50min。
7.如权利要求1所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，铝镁硅合金中Mg、Si质量比为1.0。
8.权利要求1-7任一项所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法制备的高强高韧6xxx系铝镁硅合金。
...【技术特征摘要】
1.一种高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，通过添加la、sc和zr元素，对合金成分进行优化设计，结合高温固溶和快速冷却循环，预时效处理、人工时效处理工艺，实现6xxx系铝镁硅合金强度和韧性的最佳性能，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，所述高温固溶具体包括：将铝镁硅合金以150℃/s的速度加热至565～580℃，固溶时间为10～30min。
3.如权利要求1所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，所述快速冷却具体包括：将铝镁硅合金用0.1mpa～0.3mpa的水流喷射，使其以300℃/s的速度冷却。
4.如权利要求1所述高强高韧6xxx系铝镁硅合金的制备方法，其特征在于，所述高...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦贺，贺惊宝，陈所坤，李庆泓，王凌岳，曾新宇，彭慕兰，李程，师晓莉，李祖来，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。