[發明專利]一種汽車用高強塑性Al-Mg-Si-Zn合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202011251679.3
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112322947B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 楊文超;馬偉;沈偉偉;劉林;張軍;冀守勛;蘇海軍;郭敏;黃太文
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22F1/053
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明提供了一種汽車用高強塑性Al?Mg?Si?Zn合金及其制備方法，屬于汽車用鋁合金領域。本發明提供的汽車用高強塑性Al?Mg?Si?Zn合金，按質量百分比計，包括Mg 0.52～2.25％，Si 0.42～2.75％，Zn 2.15～3.53％和余量的Al；所述Mg與Si的質量關系滿足Mg：Si＝0.85～1.25。實驗結果表明，本發明提供的汽車用高強塑性Al?Mg?Si?Zn合金屈服強度可達到323～332MPa，拉伸強度可達到364～370MPa，維氏硬度可達到125～135HV，延伸率可達到20.4～22.1％。

技術領域

本發明涉及汽車用鋁合金領域，具體涉及一種汽車用高強塑性Al-Mg-Si-Zn合金及其制備方法。

背景技術

隨著節能環保意識的不斷增強，汽車輕量化成為21世紀汽車工業技術的前沿和熱點問題。經過熱處理強化的Al-Mg-Si系鋁合金，由于其焊接性能和抗蝕性能優良，無應力腐蝕開裂傾向和成形性好等優異性能，是汽車車身用鋁合金的關鍵用材。然而，相比于傳統汽車鋼板，車身用Al-Mg-Si系鋁合金的強度和塑性較低，難以滿足汽車車身用鋁合金力學性能的要求。

目前，盡管一些研究者通過添加Zn元素來改善Al-Mg-Si系鋁合金的沉淀相析出來提高其強度和硬度，但是添加Zn的Al-Mg-Si系鋁合金析出相種類較多且分布復雜，使其塑性難以達到較高的水平。然而作為汽車的外覆蓋件板材必須具有良好的沖壓成形性能，即要求鋁合金板材具有高塑性才能夠實現良好的沖壓成形效果。因此，有必要提供一種高強度、高硬度的同時還具有高塑性的含Zn的Al-Mg-Si系鋁合金。

發明內容

本發明的目的在于提供一種汽車用高強塑性Al-Mg-Si-Zn合金，本發明的汽車用高強塑性Al-Mg-Si-Zn合金可同時具有高強度、高硬度和高塑性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種汽車用高強塑性Al-Mg-Si-Zn合金，按質量百分比計，包括Mg0.52%~2.25%，Si 0.42%~2.75%，Zn 2.15%~3.53%和余量的Al；所述Mg與Si的質量關系滿足Mg：Si=0.85~1.25。

優選的，所述的汽車用高強塑性Al-Mg-Si-Zn合金，按質量百分比計，包括Mg0.58%~2.15%，Si 0.48%~2.55%，Zn 2.25%~3.45%和余量的Al；所述Mg與Si的質量關系滿足Mg：Si=0.95~1.15。

本發明還提供了上述技術方案所述的汽車用高強塑性Al-Mg-Si-Zn合金的制備方法，包括以下步驟：

（1）將合金原料進行熔煉后澆鑄，得到鑄錠；

（2）將所述步驟（1）得到的鑄錠依次進行的一級均勻化熱處理和二級均勻化熱處理，得到均勻化合金；

（3）將所述步驟（2）得到的均勻化合金依次進行熱軋和冷軋，得到鋁合金坯體；

（4）將所述步驟（3）得到的鋁合金坯體依次進行一級固溶處理和二級固溶處理，得到固溶鋁合金；

（5）將所述步驟（4）得到的固溶鋁合金依次進行一級時效處理和二級時效處理，得到汽車用高強塑性Al-Mg-Si-Zn合金。

優選的，所述步驟（2）中的一級均勻化熱處理的保溫溫度為450~500℃，一級均勻化熱處理的保溫時間為7~9h。

優選的，所述步驟（2）中的二級均勻化熱處理的保溫溫度為550~600℃，二級均勻化熱處理的保溫時間為15~17h。

優選的，所述步驟（3）中的熱軋前還包括保溫，所述保溫的溫度為400~450℃，所述保溫的時間為1.5~2h。