[發明專利]一種車用高性能鋁合金原生相離散的復合物理場調控方法

有效

• 申請號: 201911303514.3
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111057979B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 郭明星;莊林忠;張濟山;吳長旻;鄒小俊;王磊;齊珮欣
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;南京啟智浦交科技開發有限公司;南京依維柯汽車有限公司
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053;C22C21/10;C22C1/03
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種車用高性能鋁合金原生相離散的復合物理場調控方法，其特征在于，所述車用高性能鋁合金為Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金，所述方法具體包括：

（1）配置Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金，所述Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金的化學成分及其質量百分比含量為：Zn: 0.5～3.7wt%，Mg：0.6～1.0wt%，Si：0.4～1.0wt%，Cu：0.1～0.4wt%，Fe:0.1~0.7wt%，Mn：0.3~0.7wt%，Ni：0.1~0.12wt%，Cr0.02wt%，Ti≤0.1wt%，B0.01wt%，余量為Al；

（2）中頻感應熔煉，熔煉后將熔體降溫處理，準備后續電磁+超聲復合物理場處理；

（3）采用電磁場和超聲物理場對合金熔體降溫過程進行復合物理場協同作用，所述復合物理場協同作用工藝條件為：感應線圈電磁功率：0.5~6kW，感應線圈電壓：380V，超聲發生器功率：0.8~2kW，超聲發生器頻率：19~22kHz，復合物理場處理時間：3~70min，超聲發生器插入方式：超聲桿與熔體表面呈45~90°，超聲桿插入深度≥1/7熔體深度，熔體降溫速率：0.2~5℃/min，復合物理場處理熔體溫度范圍：720~640℃；

（4）將熔體澆注到成型模具中進行冷卻；

（5）雙級熱處理調控合金組織和原生富鐵相分布狀態, 工藝條件為：第一級：485~500℃/3~6h；第二級：540~575℃/10~50h，升溫速率30~45℃/h，降溫速率≤40℃/h；

（6）熱軋處理, 工藝條件為：開軋溫度：520~560℃；終軋溫度：300℃以下，軋制變形量70~95%；

（7）順序進行冷軋+中間退火+冷軋處理，處理工藝條件為：冷軋：變形量為50~80%；中間退火：退火溫度380~440℃，退火時間0.5~3h；冷軋：變形量：40~75%。

2.根據權利要求1所述的一種車用高性能鋁合金原生相離散的復合物理場調控方法，其特征在于，步驟（2）中，所述中頻感應熔煉工藝為：將回收鋁或普鋁熔化，溫度控制在780~840℃，然后分別添加Al-20wt%Fe，Al-10wt%Mn，Al-10wt%Cr，Al-10wt%Ti中間合金，待熔化后分別再添加Al-50wt%Cu和Al-20wt%Si中間合金，然后大功率攪拌熔體5min，在此溫度同時添加純Ni進入熔體，并利用大功率攪拌熔體增加至10min，隨后將溫度控制在720℃以上，隨后分別添加純Zn和純Mg，添加時用石墨鐘罩將其分別壓入熔體底部，待其徹底溶化后取出鐘罩，調控中頻感應爐功率使合金熔體溫度重新穩定在720℃準備下一步電磁+超聲復合物理場處理。

3.根據權利要求1所述的一種車用高性能鋁合金原生相離散的復合物理場調控方法，其特征在于，步驟（4）中，冷卻速率為20~300℃/s。

4.根據權利要求1所述的一種車用高性能鋁合金原生相離散的復合物理場調控方法，其特征在于，步驟（5）中，雙級熱處理調控合金組織和原生富鐵相分布狀態工藝條件為：第一級：485~495℃/3~5h；第二級：540~565℃/10~20h，升溫速率30~40℃/h，降溫速率≤30℃/h。

5.根據權利要求1所述的一種車用高性能鋁合金原生相離散的復合物理場調控方法，其特征在于，步驟（6）中，熱軋處理工藝條件為：開軋溫度：525~555℃；終軋溫度：300℃以下，軋制變形量70~95%，變形方式：單向軋制。

6.根據權利要求1所述的一種車用高性能鋁合金原生相離散的復合物理場調控方法，其特征在于，步驟（7）中，冷軋+中間退火+冷軋處理工藝條件為：冷軋：變形量為60~80%，道次壓下量：15～30％，方式：單向軋制；中間退火：退火溫度380~420℃，退火時間0.5~2h；冷軋：變形量：55~75%，道次壓下量：15～30％，方式：單向軋制。