[發明專利]生產具有改善的機械性能的可熱處理鋁合金的方法

在審

• 申請號: 201680071330.7
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108368571A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: U·屯達爾;O·瑞叟
• 申請（專利權）人: 諾爾斯海德公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22F1/05
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王海寧

用于由基于擠壓材料的可熱處理鋁合金特別是AA 6xxx系列合金生產結構部件的方法，該部件具有改善的壓潰性能并且特別適用于車輛的碰撞區域，例如縱向構件和碰撞盒，所述方法包括以下步驟：a.通過直接激冷鑄造由所述合金鑄造坯料，b.均質化所述鑄造坯料，c.通過擠壓由坯料成形為型材，優選為空心截面，d.任選地，單獨的固溶熱處理，e.在所述成形步驟以及可能的單獨固溶化步驟之后將所述型材淬火至室溫，f.將所述擠壓或單獨固溶化的型材伸展以獲得至少1.5％的塑性變形，g.人工時效所述型材。

本發明涉及一種生產結構部件的方法，特別是由AA 6xxx系列合金，所述合金被擠壓或軋制并經受進一步加工以獲得改善的機械性能。

鋁擠壓工藝通常始于將鑄造并均質化的坯料或圓料加熱至所需的擠壓溫度(取決于合金，典型為：400-520℃)。鋁合金在這樣的溫度下仍然是固體但卻是可鍛的。然后將該加熱的鋁坯料轉移到擠壓機中的容器。然后，具有朝向該容器密封的熱壓墊塊(dummyblock)的桿從后面擠壓，迫使鋁合金通過擠壓模具的開口，進而產生長段的鋁擠壓件，該擠壓件從模具的另一側出來。

在現代擠壓設備中，型材的前部被拉拔器抓緊，該拉拔器根據型材的合金和橫截面積施加一定的力。典型地，具有飛鋸的兩個拉拔器同時操作并且在兩個擠壓段之間的停止標記處切割型材。通過水淬火或空氣冷卻使擠壓件在輸出臺上經受冷卻。典型地，通過淬火箱或駐波在輸出臺處將水淬火的型材冷卻至室溫，而空氣冷卻的型材典型地在被轉移離開輸出臺之后在冷卻臺處進一步冷卻。如果在擠壓模具中的金屬流是良好平衡的并且橫截面不過于非對稱，那么若該型材是被空氣冷卻則其將保持相當直。對于水淬火的型材，在冷卻操作中避免型材彎曲可能是更具挑戰性的。但是，當使用淬火箱時，其中可獨立于所有側面并沿淬火箱長度對水流進行調節，大多數型材可被淬火而沒有太多的彎曲和翹曲。在任一情形中，拉拔器將幫助在擠壓和冷卻之后保持型材平直。

然后通常將冷卻的擠壓段伸展以獲得在0.3-1.0％范圍內的塑性變形。這種伸展的目的是為獲得應力消除且平直的型材。將長擠壓件切割為所需的長度，并且其通常經受被稱為人工時效的熱處理步驟。這種顯著增加強度的時效處理典型地在140-220℃的溫度下進行，這取決于鋁型材將具有何種性能。

從EP 2883973A1知曉一種用于獲得由6xxx鋁合金制造的擠壓產品的上述種類的方法，其中將擠壓后的擠壓型材淬火至室溫，然后任選地將其伸展0.5-5％以獲得應力消除且平直的型材，正如該專利申請的說明書中所述。

文獻WO2016/034607描述了一種鋁合金擠壓產品，其通過以下步驟獲得：a)由6xxx鋁合金鑄造坯料，所述6xxx鋁合金包含：Si：0.3-1.5重量％；Fe：0.1-0.3重量％；Mg:0.3-1.5重量％；Cu<1.5重量％；Mn<1.0％；Zr<0.2重量％；Cr<0.4重量％；Zn<0.1重量％；Ti<0.2重量％；V<0.2重量％，余量為鋁和不可避免的雜質；b)在比固相線溫度低30℃-100℃的溫度下對鑄造坯料進行均質化；c)在低于固相線Ts(在Ts和(Ts-45℃)之間)并且高于溶線溫度的溫度下加熱該均質化的坯料；d)冷卻直至坯料溫度達到400和480℃之間的溫度，同時確保坯料表面絕不會低于大致接近350℃的溫度；e)在冷卻操作之后，擠壓至多幾十秒使所述坯料通過模具以形成至少擠壓產品；f)將擠壓產品淬火至室溫；g)伸展該擠壓產品；h)對該擠壓產品進行時效，不預先對擠壓產品施加任何單獨的擠壓后固溶熱處理，施加該時效處理使得產品在強度和可碰撞能力(crashability)之間具有極好的折衷，具有高于240MPa、優選高于280MPa的屈服強度Rp0.2，并且當軸向壓縮時，該型材呈現出規則折疊的表面，裂紋的最大長度為10mm，優選小于5mm。