[發明專利]一種Al-Mg-Si合金及其特殊強化方法

在審

• 申請號: 201710068387.8
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN108396207A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 黃鐵明;張建雷;馮永平
• 申請（專利權）人: 福建祥鑫股份有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22F1/047;C22C1/02
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本發明公開了一種Al?Mg?Si合金及其特殊強化方法，Al?Mg?Si合金的化學成分及其質量百分數為：Mg0.5%~1.0%，Si0.4%~0.7%，Cu0.08%~0.4%，微量元素0.01%~0.1%，余量為Al及不可避免的雜質；特殊強化方法包括：將待熔煉的Mg、Si、Cu、微量元素、Al單質按照材料質量比例進行合金熔煉，形成所述Al?Mg?Si合金；對Al?Mg?Si合金在200°C~280°C的溫度條件下進行人工時效熱處理1h~4h。本發明工藝簡單、操作方便、綜合成本低、生產效率高，使Al?Mg?Si合金抗拉強度提高，保持良好塑性，且時效時間顯著縮短。

技術領域

本發明涉及合金的處理領域，具體涉及一種Al-Mg-Si合金及其特殊強化方法。

背景技術

我國擠壓鋁型材正逐漸由以建筑型材為主向以工業型材為主的局勢轉變。相比于建筑型材，工業型材通常要求具有更高的強度，同時要求生產效率和生產成本能與建筑型材相當。

6XXX系Al-Mg-Si合金是最普通的擠壓鋁型材，廣泛應用于擠制各種建筑型材和工業型材。此類擠壓鋁型材通常采用“熔鑄-熱擠壓-在線淬火-人工時效”生產工藝，通過人工時效，使Al-Mg-Si合金中的Mg₂Si強化相均勻彌散析出，從而使得Al-Mg-Si合金擠壓型材的強度提高。而通常的人工時效一般采用低溫(120℃～180℃)長時(8h～24h)的工藝，生產效率較低；而且，普通的6063、6061等6XXX系鋁合金雖然有很好的擠壓性能，但經時效處理后，擠壓型材的抗拉強度最高也只能達到240MPa～280MPa，不能適合某些工業領域的應用。

添加合金元素是實現6XXX系Al-Mg-Si合金強度提高的主要措施，通常，在鋁合金中加入的微量Cu、Ti、Cr、Mn等元素，或者固溶于鋁基體，或者與主要元素Al、Mg、Si相互作用，形成β(Mg₂Si)、θ(CuAl₂)和S(CuMgAl₂)等第二相，對合金的各種性質產生顯著影響。但增加合金元素的含量不僅會降低合金的擠壓性能和耐腐蝕性能，而且增加生產成本。微合金化和熱處理是較為理想的措施。大量實驗研究表明，可通過微合金化、冷熱加工和熱處理的手段獲得綜合性能優良的6XXX系鋁合金。已有研究通常添加可以形成強化相的微量元素，但合金中強化相增多，同時也會引起塑性和擠壓性能下降。

中國專利CN104451477A公開了一種提高6XXX系鋁合金烘烤硬化性能及自然時效穩定性的熱處理方法，通過在6XXX鋁合金板材固溶處理并淬火至室溫后，在50℃～150℃的溫度條件下進行人工時效。但是該專利采用的人工時效溫度較低，保溫時間很短，合金中強化相未充分析出，晶界析出相呈連續狀態分布，與連續分布的晶界無析出區共同形成連續腐蝕微電池；并且，晶界無析出區與合金基體之間也形成連續腐蝕微電池，從而造成6XXX系鋁合金的抗蝕性很差。

中國專利CN104694858A公開了一種同時提高鋁合金電導率和強度的熱加工方法，該加工方法經歷兩次人工時效處理，以達到提高鋁合金電導率和強度的目的。但是該專利針對鋁合金采用的人工時效時間較長，且鋁合金產品的強度并未達到理想效果。

因此，需要一種工藝簡單、操作方便、綜合成本低、生產效率高的Al-Mg-Si合金的微合金化和熱處理強化方法。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種Al-Mg-Si合金及其特殊強化方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：一種Al-Mg-Si合金，Al-Mg-Si合金的化學成分及其質量百分數為：Mg0.5％～1.0％，Si0.4％～0.7％，Cu0.08％～0.4％，微量元素0.01％～0.1％，余量為Al及不可避免的雜質。

進一步地，微量元素為：La、In、Sn中的任一種或兩種。

更進一步地，微量元素的質量百分數為：0.02％～0.08％。