【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝型材制备，具体是涉及一种汽车底盘承重梁用高强韧铝型材及其生产方法。
技术介绍
1、轻量化是在保证汽车强度和安全性前提下，尽可能降低汽车车身的重量，提高汽车的动力性，减少能源消耗，降低排放，增加运输能力。轻量化是世界汽车技术的重要发展方向，铝型材具有密度低、比强度高、耐腐蚀、易加工成形、可回收利用等优点，广泛应用于全铝挂车、箱式货车、槽罐车等。
2、底盘承重梁是全挂车、半挂车、箱式货车、槽罐车等的重要承载结构件，传统底盘承重梁都是钢材。为了减轻车身重量，适应全铝车身的发展需要，底盘承重梁逐渐改用铝型材，这要求铝型材具有高强度、高塑性以及优良的焊接性能和耐腐蚀性能。
3、公开号为cn106435298a的专利申请公开了一种应用在汽车铝合金箱体型材的铝合金及其制备方法，包含以下重量份的组分：si 0.45-0.48％，fe 0.20％，mg 0.53-0.58％，cu 0.05％，zn 0.10％，mn 0.01-0.03％，ti 0.08％，cr 0.01％，al余量。铝合金的抗拉强度为237mpa，屈服强度为211mpa，断后伸长率为11％，韦氏硬度值为13。该铝合金的强度和塑性都仍然较低。
4、公开号为cn104018038a的专利申请公开了一种汽车防撞梁用铝合金及其产品制造方法，该铝合金的成分及质量百分比为：zn 6.5-6.8％，mg0.9-1.1％，cu 0.2-0.3％，zr0.15-0.2％，mn 0.1-0.15％，ti 0.01-0.02％，cr≤0.05％，fe
5、公开号为cn109355537a的专利申请公开了一种新能源电池托盘用6系铝合金型材及其加工方法，该6系铝合金型材含有以下化学成分：si0.65-0.70％，mg 0.90-0.95％，cu0.18-22％，fe≤0.20％，mn＜0.1％，cr0.09-0.12％，zn＜0.01％，ti＜0.1％，余量为al。铝合金型材的硬度为16.2-17.5hw，抗拉强度≥290mpa，屈服强度≥260mpa，延伸率≥10％。
6、从生产实践和文献资料检索结果来看，由于铝型材的强度与塑性、焊接性能、耐腐蚀性能之间存在相互制约、此消彼长的矛盾问题，导致传统单独通过调整合金成分来提高铝型材的强度、塑性、焊接性能、耐腐蚀性能往往难以兼顾，即难以获得高综合性能的汽车底盘承重梁用铝型材，极大地限制了汽车底盘承重梁的轻量化发展。因此，现有汽车底盘承重梁用铝型材及其生产方法仍有待改进和发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种汽车底盘承重梁用高强韧铝型材及其生产方法，通过优化铝型材的成分组成和生产工艺，提高铝型材的洁净度，细化铝型材的晶粒组织，提高铝型材的强度、塑性、焊接性能、耐腐蚀性能，满足汽车底盘承重梁轻量化发展对高综合性能铝型材的需求。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、本专利技术第一方面提供了一种汽车底盘承重梁用高强韧铝型材，其特点是，所述铝型材由以下质量百分比的成分组成：mg 1.1-1.2％，si 0.7-0.8％，cu 0.3-0.4％，cr0.25-0.35％，mn 0.5-0.15％，ti 0.005-0.015％，fe≤0.2％，余量为al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个≤0.05％，其它杂质合计≤0.15％。
4、其中，mg和si是铝型材的主要强化元素，mg和si在铝型材中除了具有固溶强化作用外，还能在时效过程中析出mg2si相显著提高铝型材的强度。mg和si的含量过低，铝型材的强度会不足。mg和si的含量也不宜太高，否则会增加铝型材的挤压难度，降低铝型材的塑性、耐腐蚀性能和导热性能。
5、cu在铝合金中既有固溶强化作用，还能析出cual2相显著增强铝型材的强度。cu含量太低，铝型材的强度会不足。cu含量越高，铝型材的强度也越高，但焊接性能、耐腐蚀性能和导热性能也会随之下降，并增加铝型材的淬火敏感性，因此，cu的含量需要严格控制。
6、cr和mn在铝合金中可分别形成mnal6、femnal6、crfeal7、crmnal12等化合物弥散质点，首先是可以细化铝合金铸棒的晶粒，其次能阻止挤压铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能阻碍再结晶晶粒的长大，细化挤压铝型材的晶粒。最后是可以熔解部分fe元素，减小杂质元素fe的危害。
7、ti是以al5ti1b合金丝或者al5ti0.2c合金丝形式加入到铝合金液中，其主要作用是细化铝合金铸棒的晶粒，提高铝合金铸棒的组织均匀性和挤压性能。ti含量过低，对铝合金铸棒的晶粒细化效果不明显。ti含量过高，晶粒细化效果也不会显著增加，反而会增加生产成本。
8、fe是铝合金中常见的杂质元素，在铝合金中通常形成粗大的针片状femnal6、crfeal7、fe2sial8、fe3si2al12、fesial3、fe2si2al9等富铁相，不仅会降低铝型材强度、塑性、焊接性能、耐腐蚀性能和导热性能，还会增加铝合金铸棒的变形抗力，增加铝型材的挤压难度。因此，杂质元素fe的含量必须严格控制。
9、本专利技术第二方面提供了一种汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特点是，依次包括以下步骤：
10、(1)按所述铝型材的成分组成及质量百分比，熔炼配制铝合金液；
11、(2)采用惰性气体和精炼剂对炉内铝合金液进行喷吹精炼除渣处理，然后扒去铝合金液表面的浮渣，并在铝合金液表面撒上覆盖剂；
12、(3)通过炉底安装的透气砖向炉内铝合金液通入惰性气体进行精炼除氢处理；
13、(4)将铝合金液导入流槽，然后向流槽内的铝合金液加入晶粒细化剂进行晶粒细化处理；
14、(5)将经过晶粒细化处理的铝合金液流过设置在流槽上的除气箱进行深度除氢处理；
15、(6)将深度除氢处理后的铝合金液流过设置在流槽上的深床过滤箱或者管式过滤箱进行过滤处理；
16、(7)采用油气滑半连续铸造机将铝合金液半连续铸造成铝合金铸棒；
17、(8)将铝合金铸棒进行高温均质处理，然后喷水雾冷却至室温；
18、(9)将铝合金铸棒加热后在挤压成铝型材，然后冷却至室温进行拉伸矫直；
19、(10)将铝型材进行人工时效处理，冷却至室温后，得到所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材。
20、氢气孔和夹杂物是铝型材内部的常见缺陷，首先会割裂铝基体，破坏铝型材的组织连续性，阻碍自由电子的移动，增加自由电子的散射，导致铝型材的导热性能下降。其次会造成铝型材内部产生局部应力集中，成为铝型材断裂的裂纹源和裂纹扩展方向，降低铝型材的强度和塑性。最后是造成铝型材形成微小腐蚀本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽车底盘承重梁用高强韧铝型材，其特征在于，所述铝型材由以下质量百分比的成分组成：Mg 1.1-1.2％，Si 0.7-0.8％，Cu 0.3-0.4％，Cr0.25-0.35％，Mn 0.5-0.15％，Ti 0.005-0.015％，Fe≤0.2％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个≤0.05％，其它杂质合计≤0.15％。
2.一种权利要求1所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述惰性气体为纯度≥99.9％的氩气或者纯度≥99.9％的氮气，所述精炼剂的用量为铝合金液重量的0.2-0.4％，喷吹精炼时间为20-30分钟，所述精炼剂由以下质量百分比的成分组成：ZnCl2 40-50％，K2CO3 20-30％，NaNO3 5-10％，KF 8-13％，K2SO4 5-8％，Li2SO43-5％。
4.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述精炼剂的制备方法依次
5.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(3)中所述惰性气体是纯度≥99.99％的氩气或者纯度≥99.99％的氮气，惰性气体的流量为0.3-0.6立方米/分钟，通气时间为10-20分钟。
6.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(4)中所述晶粒细化剂为Al5Ti1B合金丝或者Al5Ti0.2C合金丝，晶粒细化剂对加入量为铝合金液重量的0.1-0.3％。
7.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(5)中所述除气箱内石墨转子的转速为350-380转/分钟，石墨转子上的气体流量为2.5-3.5立方米/小时，气体压力为0.5-0.6MPa，所述气体是纯度≥99.99％的氩气，或者纯度≥99.99％的氮气，或者由纯度≥99.99％的氩气或者纯度≥99.99％的氮气与纯度≥99.99％的氯气组成的混合气体，混合气体中氯气的体积百分比为2-3％。
8.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(7)中所述铝合金液的温度为690-710℃，半连续铸造的速度为80-140毫米/分钟，冷却水温度≤40℃。
9.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(8)中所述高温均质的加热温度为570-580℃，加热时间为7-8小时。
10.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(9)中所述铝合金铸棒的加热温度为490-500℃，所述挤压的模具加热温度为450-460℃，挤压筒加热温度为390-410℃，挤压比为5-15，挤压速度为2-5mm/s，所述冷却是指吹强风冷却或喷水雾冷却，所述拉伸矫直的变形量为0.5-2％。
...【技术特征摘要】
1.一种汽车底盘承重梁用高强韧铝型材，其特征在于，所述铝型材由以下质量百分比的成分组成：mg 1.1-1.2％，si 0.7-0.8％，cu 0.3-0.4％，cr0.25-0.35％，mn 0.5-0.15％，ti 0.005-0.015％，fe≤0.2％，余量为al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个≤0.05％，其它杂质合计≤0.15％。
2.一种权利要求1所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述惰性气体为纯度≥99.9％的氩气或者纯度≥99.9％的氮气，所述精炼剂的用量为铝合金液重量的0.2-0.4％，喷吹精炼时间为20-30分钟，所述精炼剂由以下质量百分比的成分组成：zncl2 40-50％，k2co3 20-30％，nano3 5-10％，kf 8-13％，k2so4 5-8％，li2so43-5％。
4.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述精炼剂的制备方法依次包括如下步骤：(1)选用纯度≥99.8％的zncl2、k2co3、nano3、kf、k2so4、li2so4为原材料进行配料；(2)在纯度≥99.99％的氩气保护下将原材料在1150-1200℃加热熔化，然后冷却凝固块体精炼剂；(3)将块体精炼剂粉碎成粒径≤2毫米粉末，得到所述精炼剂。
5.根据权利要求2所述汽车底盘承重梁用高强韧铝型材的生产方法，其特征在于，步骤(3)中所述惰性气体是纯度≥99.99％的氩气或者纯度≥99.99...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘金辉，王顺成，何亮，冷文兵，弥海龙，周燕驰，吴锡坤，
申请(专利权)人：广东兴发铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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