[發(fā)明專利]一種快速時(shí)效響應(yīng)的鋁合金及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011215747.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN112522550B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶寶華;陳東初;宋宇;施斌卿;凡頭文;葉秀芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C22C21/02
• 分類號(hào): C22C21/02;C22C21/08;C22F1/043;C22F1/047;C22F1/05;B62D29/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 劉俊文

本發(fā)明屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種快速時(shí)效響應(yīng)的鋁合金及其制備方法和應(yīng)用，按重量百分比計(jì)，包括如下組分：Mg 0.7?1.1％、Si 0.8?1.2％、Cu 0.1?0.2％、Mn 0.2?0.4％和Fe≤0.5％。本發(fā)明通過提高M(jìn)g與Si值并添加了少量的Cu元素，由此獲得了自然時(shí)效/預(yù)時(shí)效后高成型性，從而大大提高了鋁合金烤漆快速時(shí)效的響應(yīng)能力。本發(fā)明還通過對(duì)經(jīng)淬火后的試樣進(jìn)行預(yù)拉伸處理從而引入均勻位錯(cuò)，加快了合金元素的擴(kuò)散，降低了合金的預(yù)時(shí)效溫度和預(yù)時(shí)效時(shí)長(zhǎng)，使得預(yù)時(shí)效可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。本發(fā)明所得鋁合金非常適合應(yīng)用于汽車車身外板用鋁合金領(lǐng)域的加工和生產(chǎn)，以及對(duì)鋁合金成形性能和時(shí)效響應(yīng)速度有較高要求的其它技術(shù)行業(yè)或領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快速時(shí)效響應(yīng)的鋁合金及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著世界各國節(jié)能、減排的意識(shí)不斷增強(qiáng)，汽車輕量化是節(jié)能減排的重要舉措。而6xxx系鋁合金(即Al-Mg-Si系合金)，由于其具有中高強(qiáng)度、高成型性，得以成為新一代汽車輕量化的首選材料。尤其，合金普遍具有較高的烤漆硬化特性，即刷漆后的成形部件再經(jīng)烤漆處理，其強(qiáng)度可以獲得進(jìn)一步較大幅度的提升，進(jìn)而使得合金板材具有較好的抗凹陷能力，適合應(yīng)用于汽車車身外板的加工，廣泛應(yīng)用于車身鋁合金主要有：AA6016，AA6111以及AA6022等。

然而，為了提高Al-Mg-Si系鋁合金的強(qiáng)度，通常提高M(jìn)g、Si元素含量，但與此同時(shí)，合金的塑性與耐蝕性也大大降低，因此加工性能大大降低。所以通常需要控制Mg、Si元素含量，獲得合金高成型性性能。在某些合金添加Cu元素以顯著增加強(qiáng)度與快速響應(yīng)能力，如6111合金，但降低了材料的耐蝕性。同時(shí)，增加Si元素含量，降低Mg與Si，提高合金快速響應(yīng)能力，如6016合金。過量Si元素在合金長(zhǎng)期服役過程中可能發(fā)生偏聚，降低材料韌性，且未充分發(fā)揮Si元素強(qiáng)化效果，合金強(qiáng)度偏低。因此，Al-Mg-Si系鋁合金強(qiáng)度、耐腐蝕性能和時(shí)效響應(yīng)能力均需要進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種快速時(shí)效響應(yīng)的鋁合金及其制備方法和應(yīng)用，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，至少提供一種有益的選擇或創(chuàng)造條件。本發(fā)明基于合金化原理，設(shè)計(jì)一種新型的Al-Mg-Si系合金及制備方法，以提高合金強(qiáng)度、耐蝕性能與快速時(shí)效響應(yīng)能力。

為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種鋁合金，按重量百分比計(jì)，包括如下組分：Mg 0.7-1.1％、Si 0.8-1.2％、Cu0.1-0.2％、Mn 0.2-0.4％和Fe≤0.5％。

優(yōu)選地，所述鋁合金，按重量百分比計(jì)，包括如下組分：Mg 0.8-1.0％、Si 0.9-1.1％、Cu 0.1-0.2％、Mn 0.2-0.4％和Fe≤0.5％。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，按重量百分比計(jì)，所述鋁合金中雜質(zhì)元素的含量≤0.15％。所述雜質(zhì)元素包括Ti。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，Mg與Si的質(zhì)量比為(0.8-1):1；Mn與Fe的質(zhì)量比為(0.5-0.7):1。

一種如本發(fā)明所述的鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

1)原料準(zhǔn)備：稱取所述的鋁合金的配方含量的原料，備用；

2)制備合金鑄錠：將所述原料經(jīng)熔煉、精煉和澆注，得到合金鑄錠；

3)雙級(jí)均勻化熱處理：將步驟2)所得的合金鑄錠進(jìn)行雙級(jí)均勻化熱處理；

4)淬火處理：將經(jīng)步驟3)所得的試樣進(jìn)行固溶和淬火處理；

5)預(yù)拉伸處理：將經(jīng)淬火處理的試樣進(jìn)行預(yù)拉伸，得到預(yù)拉伸態(tài)試樣；

6)預(yù)時(shí)效處理：將步驟5)得到的預(yù)拉伸態(tài)試樣進(jìn)行預(yù)時(shí)效處理，獲得具有高形成性的所述鋁合金；