[發明專利]一種高強度鋁合金螺栓材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110700739.3
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113403509B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 李盾;李健強
• 申請（專利權）人: 上海嘉朗實業南通智能科技有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C21/08;C22C1/02;C22F1/047;C22F1/043;C22F1/05;C21D1/26;C21D1/18;C21D8/06;B21K1/44
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 朱九皋

本發明涉及一種高強度鋁合金螺栓材料及其制備方法。該合金材料的化學成分組成如下：Si：0.8—1.5％，Fe：0.1?0.5％；Cu：Cu：0.3?0.8％；Mn：0.2—0.6％；Mg：0.8—1.4％；Zn：0.2％；Ti：0.10?0.2％；Cr：0.6—1.0％；V：0.05?0.2％；Ni：0.08?0.5％；Mo：0.03?0.2％；Al：余量。它主要解決上述鋁合金材料室溫強度，高溫強度，耐應力腐蝕和耐高溫性等不足，為其提供一種用于汽車具有耐應力腐蝕、耐高溫的高強度鋁合金螺栓的合金材料及其制備方法。特別提供了一種新的熱處理工藝，解決合金強度不足，使合金抗拉強度達到520Mpa，并且超出了國外頂尖水平。

技術領域

本發明涉及一種高強度鋁合金螺栓材料及其制備方法，特別是一種高強度鋁合金材料能用于鍛造、擠壓和螺栓等領域。

背景技術

隨著汽車工業的發展，汽車輕量化已經是發展趨勢，發動機和變速箱的緊固件也需要輕量化，最好也從鋼材改為鋁合金。傳統的鋁合金材料6XXX系材料，可以通過鍛造等工序制作螺栓，但是螺栓的抗拉強度380Mpa，無法滿足高強度螺栓的強度和塑性要求。

現有6XXX系鋁合金的耐熱強度比鋼差，可以通過熱處理工藝的改善提高合金室溫強度和高溫強度，并且可以通過增加螺栓和產品的接觸面積，增加螺栓的螺紋強度。

7XXXX系材料雖然在室溫下高強度520Mpa，但其與6XXX系比較耐熱性差，應力腐蝕嚴重，雖然可以通過熱處理工藝來改善耐腐蝕性能，但是還是較差，需要進行陽極氧化處理，這樣成本會提高，并且氧化膜脫落會出現應力腐蝕及晶間腐蝕。

汽車發動機和變速箱鏈接的螺栓是在復雜的交變應力，高溫環境下工作，所有要求其具有高強度、耐高溫、耐腐蝕等要求，為此尋找一種高強度耐高溫的鋁合金螺栓。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度鋁合金螺栓材料及其制備方法，它主要解決上述現有鋁合金材料室溫強度，高溫強度，耐應力腐蝕和耐高溫性等不足，為其提供一種用于汽車具有耐應力腐蝕、耐高溫的高強度鋁合金螺栓的合金材料及其制備方法。特別提供了一種新的熱處理工藝，解決合金強度不足，使合金抗拉強度達到520Mpa，并且超出了國外頂尖水平。

為實現上述發明目的，本發明是這樣實現的：

一種高強度鋁合金螺栓材料，其特征在于：該合金材料的化學成分組成如下：Si：0.8—1.5％，Fe：0.1-0.5％；Cu：Cu：0.3-0.8％；Mn：0.2—0.6％；Mg：0.8—1.4％；Zn：0.2％；Ti：0.10-0.2％；Cr：0.6—1.0％；V：0.05-0.2％；Ni：0.08-0.5％；Mo：0.03-0.2％；Al：余量。

一種高強度鋁合金螺栓材料的制備方法，其特征在于：它包括如下步驟：

(1)按照如上所述的高強度鋁合金螺栓材料進行組分配比和熔煉形成熔體；

(2)熔體轉入靜置爐后，用氮氣和精煉劑進行精煉，精煉溫度為720-750℃，時間為15-25分鐘，精煉完后靜置20-30分鐘，通過此過程除氣、除渣、凈化熔體；熔鑄時在鑄模至爐口間有兩道過濾板過濾，鑄造前用14-30目玻璃纖維絲布過濾，充分濾去熔體中的氧化物、夾渣；

(3)將半連續鑄錠隨爐進行均勻化退火，均勻化溫度：520-580℃，保溫時間3-7小時，隨爐冷卻到420-450℃后進行空冷；能使相粒子彌散析出分布，控制彌散相粒子尺寸、數量和形態分布；

(4)然后將均勻化處理后的鋁錠進行升溫450-480℃進行擠壓的棒材，然后再320-380℃進行拉絲成需要的直徑；

(5)冷鐓法蘭，讓后進行熱處理工藝最后進行搓絲處理