[發明專利]耐腐蝕性、延展性以及淬火硬化性優異的高強度鋁合金擠出材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201380002929.1
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103781927B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 柴田果林
• 申請（專利權）人: 愛信輕金屬株式會社
• 主分類號: C22C21/06
• 分類號: C22C21/06;B21C29/00;C22C21/02;C22F1/05;C22F1/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,唐瑞庭

技術領域

本發明涉及使用Al-Mg-Si類鋁合金的擠出材料。

背景技術

近年來，從保護地球環境的觀點出發，即使在汽車領域，也要求通過輕量化提高行駛性能、改善燃料效率。

在作為提高汽車燃料效率的方法之一的要求車體輕量化中，研究了在汽車構造材料中鋁合金擠出型材的應用。

作為汽車用構造材料，要求高強度、彎曲加工性、耐腐蝕性，雖然注意到JIS7000系鋁合金（Al-Zn-Mg類）和JIS6000系鋁合金（Al-Mg-Si類），但是7000系鋁合金為自然老化型合金，具有從擠出成型至彎曲加工的工序長和其間硬化加工變得困難的缺點，并且，7000系鋁合金在應力環境下的耐腐蝕性下降。

于是，6000系鋁合金被認為是有希望作為非自然老化且耐腐蝕性優異的熱處理型合金的。

但是，由常規高強度的6000系鋁合金形成的擠出材料，具有抗張強度高但伸展特性不充分，彎曲加工時容易發生開裂的缺點。

并且，為了得到高強度，在擠出加工后立即進行水冷卻而進行加壓淬火硬化（プレス端焼入れ）。

通過水冷卻的加壓淬火硬化雖然具有能夠得到與擠出后進行再次加熱的固溶化·淬火硬化處理幾乎相同的性質的優點，但是基于擠出材料的截面形狀、厚度的差異等，截面各部位的冷卻速度產生差異，具有在冷卻中擠出材料的溫度分布不均而發生變形，尺寸精確度差且截面形狀的薄片化變得困難，以及若想防止這樣的變形的發生，則截面形狀的自由度變小的問題。

此外，還具有較空氣冷卻的成本高的問題。

另一方面，通過空氣冷卻的淬火硬化雖然與通過水冷卻的加壓淬火硬化相比具有成本低的優點，但是具有由于冷卻速度有限所導致的合金組成而不能夠得到高的強度，即使在能夠得到高的強度的情況下延展性也差的問題。

專利文獻1公開了，Mg：0.4～0.8%，Si：0.3～0.9%，Cu≦0.05%，Mn+Cr+Zr≦0.095%，擠出方向長3μm以上的Mg₂Si量≧50個/mm²的、軸向壓碎特性、耐腐蝕性優異的鋁合金擠出材料，但是以這種合金組成雖然耐腐蝕性優異，但耐力值低至約220MPa，認為對于制品的輕量化不能夠有充分的貢獻，所實施的加壓淬火硬化也為大多使用水冷卻的方法，因此預期擠出生產性也低。

由于雜質處理而使Cu、Mn、Cr、Zr的添加受到限制，因此可以預期沒有提高延展性的效果。

此外，專利文獻2公開了，Mg：0.45～0.75%，Si：0.45～0.80%，過量Si量0.1～0.4%，Mn：0.15～0.40%，Cr：0～0.1%，將Mn、Cr類化合物微細分散得到的，淬火硬化性、軸向壓碎特性優異的鋁合金擠出材料，在使用空氣冷卻作為加壓淬火硬化方法這點來看生產性優異，但耐力值低至約220MPa。

由于需要添加使其淬火硬化敏感性敏銳的Cr，用以空氣冷卻的冷卻方法而使耐力值提高是困難的。

專利文獻1：日本國特開2002-285272號公報

專利文獻2：日本國特開2004-225124號公報

發明內容

（發明要解決的問題）

本發明目的為提供一種由于耐腐蝕性、延展性優異，且擠出加工時具有良好的淬火硬化性而生產性高的Al-Mg-Si類高強度鋁合金擠出材料及其制造方法。

（解決問題的方法）

根據本發明的耐腐蝕性、延展性以及淬火硬化性優異的高強度鋁合金擠出材料，其特征在于，含有以質量%計：Mg：0.65～0.90%，Si：0.60～0.90%，作為化學計量組成的Mg₂Si為1.0～1.3%，且相對于該化學計量組成的Mg₂Si過量的Si量為合金組成中的0.10～0.30%；Cu：0.20～0.40%，Fe：0.20～0.40%，Mn：0.10～0.20%，且Fe+Mn≧0.35%；Ti：0.005～0.1%；剩余部分為鋁和不可避免的雜質。

并且，這樣的擠出材料為，使用上述組成成分的鋁合金，通過擠出加工并在該擠出加工后立即以冷卻平均速度為100℃/分以下的條件冷卻，然后進行人工老化處理而得到。

若冷卻速度在100℃/分以下，則無需水冷卻，在擠出加工后能夠立即進行風扇空氣冷卻，可以進行通過空氣冷卻的加壓淬火硬化。

例如，如果用風扇冷卻以擠出壓力擠出的擠出材料，則能夠得到50～100℃/分的冷卻速度。