[發明專利]Al-Mg-Si系鋁合金中空擠壓材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201980016556.0
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN111801433B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 北村惠造
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;B21C23/00;C22C21/06;C22F1/05;C22F1/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王瀟悅;段承恩

提供耐彎曲壓壞性和耐蝕性優異的高強度Al?Mg?Si合金中空擠壓材料。鋁合金中空擠壓材料形成以下結構，含有：Si：0.80～1.25質量％、Mg：0.65～1.20質量％、Fe：0.15～0.30質量％、Mn：0.40～0.80質量％、Cu：0.01～0.60質量％、Cr：0.09～0.21質量％、Ti：0.01～0.10質量％，Zr含有率為0.05質量％以下，余量由Al和不可避免的雜質構成，在將合金中的Si含有率設為α(質量％)，并將合金中的Mg含有率設為β(質量％)時，滿足0.90≥α?(β/1.73)≥0.19和1.90≥β+(β/1.73)≥1.00這兩個關系式，擠壓材料截面的金屬組織具有纖維狀組織，纖維狀組織在該截面的整體面積中所占的比例為80％以上，中空擠壓材料的0.2％屈服強度為330MPa以上，擠壓材料的極限彎曲R為5mm以下。

技術領域

本發明涉及具有優異的耐彎曲壓壞性和耐蝕性的Al-Mg-Si系高強度鋁合金中空擠壓材料及其制造方法。

再者，在本說明書和權利要求書的范圍內，當中空擠壓材料的橫截面形狀例如是日字形、目字形、田字形(參照圖3、4)等在中空空間內設有肋的情況下，“中空擠壓材料的與擠壓方向平行的截面”這一用語是指在避開這樣的肋的位置上的與擠壓方向平行的截面(管壁厚部的截面)。例如在中空擠壓材料的橫截面形狀是田字形(參照圖3、4)的情況下，是指圖4中的II-II線的截面。

背景技術

Al-Mg-Si系(6000系)鋁合金在具有強度的同時在耐蝕性和再循環性方面是實用的合金，所以其被用作要求高強度和耐蝕性的車輛、船舶、汽車、自動二輪車等運輸機器的結構材料。

Al-Mg-Si系(6000系)鋁合金中，特別地大多使用A6061，但為了通過車身結構的輕量化來提高運輸效率，要求進一步的輕量化，因此，要求實現作為材料的高強度化。為了實現這樣的高強度化，研究了變更鋁合金的添加金屬種類及其含有率等的改良。

作為用于汽車等運輸機器的Al-Mg-Si系(6000系)鋁合金擠壓材料，可舉專利文獻1、2中記載的材料。專利文獻1中提出了一種方法，通過設為與熱擠壓方向平行的截面中的纖維狀組織的面積比率為95％以上的結構，來實現屈服強度350MPa以上的高強度。另外，專利文獻2中提出了一種鋁合金擠壓材料，通過設為擠壓材料的厚度方向截面中的組織主要為纖維狀組織，且表層部的再結晶組織的厚度為單側500μm以下的結構，由此使0.2％屈服強度為270～330MPa。

現有技術文獻

專利文獻1：日本專利第6022882號公報

專利文獻2：日本專利第5473718號公報

發明內容

然而，作為由于實現了運輸機器的結構材料的鋁合金擠壓材料的高強度化而可能產生的缺點，可舉材料的韌性降低，耐壓壞性降低。即使在運輸機器的結構材料中，特別是在汽車車架材料中，鋁合金材料本身的韌性不夠時，無法充分吸收碰撞時的沖擊，擔心對車身造成重大損傷。

作為評價作為沖擊吸收構件(能量吸收構件)的中空擠壓材料的韌性的指標，可舉彎曲壓壞特性。在JIS Z2248所規定的彎曲試驗中，不產生裂紋的極限彎曲R值(mm)越小，就越沒有沖擊時的裂紋引起的載荷損失，能夠吸收更高的能量，因此作為沖擊吸收構件的性能評價就越高。

上述專利文獻1中記載的鋁合金擠壓材料實現了屈服強度350MPa以上的高強度，但關于作為沖擊吸收構件所需的彎曲壓壞特性并未公開，而且對于為了充分提高作為沖擊吸收構件的性能要設為何種結構才好的見解，也無法從專利文獻1中獲得。