[發(fā)明專利]一種高性能低成本汽車防撞梁用鋁合金及其制備工藝

在審

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• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107236881A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉玉林;鄒發(fā)君
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇申陽交通裝備有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22F1/047
• 代理公司: 常州市權(quán)航專利代理有限公司32280
• 代理人: 喬楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金領(lǐng)域，尤其涉及一種用于生產(chǎn)汽車防撞梁的鋁合金及其制備工藝。

背景技術(shù)

汽車產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，是推動新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)升級的重要力量，也是我國建設(shè)制造強(qiáng)國的重要支撐。未來一個時期，我國汽車市場將保持平穩(wěn)增長。實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略和建設(shè)“一帶一路”也為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要支撐和海外發(fā)展機(jī)遇。自2009年起，我國汽車產(chǎn)銷量已連續(xù)8年位居世界第一。2016年產(chǎn)銷量更是突破了2800萬輛。我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)自2009年起步，經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)水平得到顯著提升，企業(yè)競爭能力大幅增強(qiáng)。2016年生產(chǎn)51.7萬輛，連續(xù)兩年產(chǎn)銷量居世界第一，占全球市場保有量50％以上，產(chǎn)業(yè)規(guī)模全球領(lǐng)先。針對汽車的燃油消耗，國家已于2011年出臺了《乘用車燃料消耗量評價方法及指標(biāo)》，規(guī)定到2015年我國乘用車平均燃油消耗量應(yīng)限制在6.9L/100KM，到2020年限制達(dá)到5.0L/100km；發(fā)展目標(biāo)為乘用車新車平均燃料消耗量2020年和2025年分別降到5.0L/100km、4.0L/100km，商用車燃料消耗量逐漸達(dá)到國際領(lǐng)先水平，新能源汽車能耗達(dá)到國際先進(jìn)水平。

為了達(dá)到上述目標(biāo)，車輛減重是一個重要手段。研究表明，車身質(zhì)量每降低100kg，百公里油耗可減少0.3升，每公里排放的二氧化碳也可以減少7.5～12.5g。因此車身的輕量化是汽車輕量化的發(fā)展方向，其中一個重要途徑就是采用輕質(zhì)高強(qiáng)度材料。應(yīng)用高強(qiáng)度和輕質(zhì)材料是汽車用材料的發(fā)展方向。鋁合金減重效果顯著優(yōu)于鋼鐵。汽車使用1kg鋁可替代自重2.25kg鋼材，減重比例高達(dá)125％，整個使用壽命周期內(nèi)可減少廢氣排放20kg。以鋁代鋼的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可以實現(xiàn)二次減重，效果可達(dá)直接減重的50％-100％。國產(chǎn)汽車用鋁迎來戰(zhàn)略機(jī)遇期。2014年中國汽車平均每輛用鋁不到110kg，遠(yuǎn)低于北美的158kg/輛和歐洲的145kg/輛。預(yù)計未來五年CAGR高達(dá)10％，到2020年可以達(dá)到170kg/輛，單車使用量提升50％左右，車用鋁材迎來快速成長的窗口期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種方法簡單、操作方便、易于保證超長鋁合金擠壓型材制件強(qiáng)度和直線度的工藝方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種高性能低成本汽車防撞梁用鋁合金，該鋁合金中各元素質(zhì)量百分含量如下：

進(jìn)一步，上述所述Mg和Si的摩爾比為2:1.1-1.3。

進(jìn)一步，上述所述Zr和B的質(zhì)量比為10:1-2。

進(jìn)一步，上述所述K的質(zhì)量百分含量為0.01。

進(jìn)一步，上述該鋁合金中各元素質(zhì)量百分含量如下：

進(jìn)一步，一種高性能低成本汽車防撞梁用鋁合金的制備工藝，具體包括如下步驟：

(1)將模具加熱到溫度為440-480℃，擠壓筒加熱到溫度為400-430℃，鋁合金鑄錠加熱到溫度為410-450℃；

(2)將加熱后的模具裝配到擠壓機(jī)上，并確定擠壓機(jī)中模具、擠壓桿和擠壓筒的中心在同一條直線上，將加熱后的鋁合金鑄錠放入加熱后的擠壓筒內(nèi)，以一定的擠壓速度進(jìn)行擠壓；

(3)對擠壓后的擠壓材進(jìn)行固溶處理，加熱至485-495℃進(jìn)行保溫，保溫時間為3-5h；

(4)將固溶處理后的鋁合金擠壓材在所述擠壓筒的出口先進(jìn)行局部在線水霧處理定形，再進(jìn)行整體在線水霧處理且鋁合金型材出淬火區(qū)時的溫度低于50℃；

(5)對降溫后的擠壓鋁合金制品進(jìn)行拉伸矯直，得到拉伸矯直后的型材；

(6)對拉伸處理后的鋁合金擠壓材進(jìn)行人工時效處理。

進(jìn)一步，上述所述步驟(2)中的擠壓速度為1-3m/min。

進(jìn)一步，上述所述步驟(5)中的拉伸率為1-3％。

進(jìn)一步，上述所述步驟(6)中人工時效的溫度為130-170℃，保溫時間為8-10h。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)Mg和Si元素對Al-Mg-Si系合金的強(qiáng)度和腐蝕性能有重要影響。通過形成強(qiáng)化相Mg2Si，使合金強(qiáng)化。而且隨著Mg2Si含量增大，對合金強(qiáng)化效果增加。生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制其含量，在充分形成Mg2Si強(qiáng)化相后不應(yīng)該有過剩Mg存在。Si過剩有助于改善材料的綜合力學(xué)性能，降低淬火敏感性。但是，隨著Si過剩量增大，合金的脆性增大。所以要合理控制Si的過剩量。