[發明專利]一種高強高導Al-Mg-Si系合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201910548020.5
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110172621B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 管仁國;金紅梅;張晉;付瑩
• 申請（專利權）人: 遼寧瑞鷗新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/043
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李振瑞

本發明公開了一種高強高導Al?Mg?Si系合金，由以下質量百分比合金元素組成：Mg：0.4～0.9％，Si：0.6～1.2％，Cu：0.2～0.5％，余量為Al以及不可避免的雜質。本發明還公開了上述高強高導Al?Mg?Si系合金的制備方法，通過鑄造?擠壓?固溶處理?淬火?預時效處理?冷變形?再時效處理，得到Al?Mg?Si系合金。本發明提供的方法制備得到的Al?Mg?Si系合金的導電率和強度均得到顯著的提高。

技術領域

本發明屬于金屬材料加工技術領域，具體涉及一種高強高導Al-Mg-Si系合金及其制備方法。

背景技術

Al-Mg-Si系合金以其合金化程度低，比強度高，良好的力學與導電性，較高耐腐蝕性能，廣泛應用于電工領域。在架空輸電線路方面，為了滿足導線材料的最小工程要求，要求導線必須具備足夠高的強度，以承載導線的恒載、風荷載和冰荷載。同時，它還必須具有高電導率以增加導體的電流承載能力，減少輸電線路中的功率損耗。在汽車方面，電工鋁替代銅在達到相同導電要求的條件下，會大幅度降低重量和成本，每輛汽車約降低30Kg重量，代表了未來汽車主要電工材料的發展方向，歐美和日本汽車已經大量采用鋁合金，而且發展越來越快。另外，在輕型電機方面，鋁替代銅具有不可比擬的優勢。在3C行業，采用高導熱的鋁合金材料也成為國內外追求的目標。而金屬的熱導率與導電率成正比關系，通過提高合金的導電率可以提高其熱導率。因此，開發高導電率、高強度6xxx鋁合金的設計、制備、加工技術已經成為發展的必然趨勢。

目前6xxx系鋁合金的主要強化機制有固溶強化，析出強化，細晶強化，形變強化。而現有的提高鋁合金強度的方法都會降低鋁合金的導電率。因此獲得同時具備高強度和導電率的Al-Mg-Si系合金是目前面臨的最大挑戰。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高強高導Al-Mg-Si系合金及其制備方法。本發明提供的Al-Mg-Si系合金具有較高的強度和導電率，且本發明提供的方法不需要加入稀土等其它微合金化元素，降低了成本、綠色、環保，同時加工工藝簡單，操作方便，無需特殊設備，易于大規模工業化應用。

本發明的第一個目的是提供一種高強高導Al-Mg-Si系合金，由以下質量百分比合金元素組成：Mg：0.4～0.9％，Si：0.6～1.2％，Cu：0.01～0.5％，余量為Al以及不可避免的雜質。

較佳地，本發明提供的高強高導Al-Mg-Si系合金，由以下質量百分比合金元素組成：Mg：0.85％，Si：1.15％，Cu：0.35％，余量為Al以及不可避免的雜質。

本發明的第二個目的是提供一種上述高強高導Al-Mg-Si系合金的制備方法，包括以下步驟：

S1、按照以下質量百分比的合金元素組成：Mg：0.4～0.9％，Si：0.6～1.2％，Cu：0.01～0.5％，余量為Al以及不可避免的雜質，分別稱取純鋁錠、Al-Si中間合金、Al-Mg中間合金和Al-Cu中間合金；

S2、將S1中稱取的純鋁錠加熱到700～780℃，接著加入S1中稱取的Al-Si中間合金、Al-Mg中間合金和Al-Cu中間合金進行熔煉，完全熔化后得到熔體，調整溫度至700～750℃，保溫5～10min，加入精煉劑精煉，然后于700～750℃保溫10～20min，扒渣，澆注，得到鑄錠；

S3、將S2得到的鑄錠鋸切、車皮、預熱、擠壓，得到鋁合金棒材；

S4、將S3得到的鋁合金棒材在510～560℃下，保溫0.5～4h，然后水冷淬火至室溫，接著在150～200℃下，保溫0.5～24h，然后進行冷變形處理，得到鋁合金體；

S5、將S4得到的鋁合金體在120～200℃下，保溫3～100h，即得到高強高導Al-Mg-Si系合金。

較佳地，步驟S1中，所述純鋁錠的純度不低于99.7％。