[發(fā)明專(zhuān)利]一種Al-Mg-Si系鋁型材及其加工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111073121.5
• 申請(qǐng)日: 2021-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113881876A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬;李軍;鄭虹;夏廣明;井琦;張義和;佟國(guó)棟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C21/02
• 分類(lèi)號(hào): C22C21/02;C22C1/02;C22F1/043;C22F1/05;C21D1/18;B21C31/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純

本發(fā)明公開(kāi)了一種Al?Mg?Si系鋁型材及其加工方法，屬于鋁合金材料技術(shù)領(lǐng)域，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括：Si：0.9％?1.1％，Mn：0.35％?0.5％，Mg：0.8?1.0％，Cu：0.6?0.9％，Zn：0.005?0.015％，Ti：0.03?0.05％，F(xiàn)e≤0.25％，其余為Al。本發(fā)明提出一種汽車(chē)碰撞梁類(lèi)零件用Al?Mg?Si系鋁型材高強(qiáng)韌化方法，在現(xiàn)有Al?Mg?Si系鋁型材基礎(chǔ)上，通過(guò)合金成分的精細(xì)化控制、引入微量強(qiáng)化合金元素及優(yōu)化時(shí)效制度等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)Al?Mg?Si鋁型材的抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率大幅提升，進(jìn)而滿足汽車(chē)碰撞類(lèi)零件的抗彎及碰撞吸能方面的要求，同時(shí)將材料成本的增加幅度控制在相對(duì)低的水平，甚至是不增加，提供該材料的應(yīng)用競(jìng)爭(zhēng)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Al-Mg-Si系鋁型材及其加工方法。

背景技術(shù)

在汽車(chē)輕量化的趨勢(shì)下，鋁合金作為輕質(zhì)合金材料的首選方案在汽車(chē)上的應(yīng)用比例不斷攀升，鋁型材作為鋁合金的一種，常用于汽車(chē)前后保橫梁及新能源車(chē)型的電池框體、前縱梁及門(mén)框梁等部位。

汽車(chē)的前保險(xiǎn)杠橫梁主要用于承載汽車(chē)正面低速碰撞時(shí)的沖擊，要求零件在承受低速碰撞后，不能產(chǎn)生過(guò)大的入侵變形。隨著CNAP-2021版行人保護(hù)碰撞法規(guī)的發(fā)布和實(shí)施，其正面偏置碰重疊面積由40％變?yōu)?0％，由此要求前保險(xiǎn)杠橫梁抗彎性能的進(jìn)一步提升。因此，除前保險(xiǎn)杠橫梁的結(jié)構(gòu)方面的進(jìn)一步精益化設(shè)計(jì)，對(duì)于鋁型材材料也提出了更高強(qiáng)度更高韌性的提升需求。

當(dāng)前，汽車(chē)前保險(xiǎn)杠橫梁常用鋁型材牌號(hào)為6082-T6，為常用Al-Mg-Si系鋁型材中最強(qiáng)鋁型材，通?？估瓘?qiáng)度為320MPa左右，斷后伸長(zhǎng)率為13％左右，強(qiáng)度較低，延伸率亦較低。Al-Mg-Si系鋁型材通過(guò)添加Sc、Ag等元素，可以實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能及穩(wěn)定性的提升，但成分涉及價(jià)格昂貴的Sc、Ag元素，不利于鋁合金的低成本制造及應(yīng)用，如專(zhuān)利CN105838938A公開(kāi)了一種Al-Mg-Si系鋁合金型材的加工方法，鋁合金成分重量百分比為Mg 0.6％～1.2％，Si0.7％～1.3％，Mn 0.4％～1％，F(xiàn)e≤0.5％，另外還包括Cr≤0.25％，Zn≤0.2％，Cu≤0.1％，Ti≤0.1％，V≤0.05％，Hf≤0.5％，Sc≤0.25％，Ag≤1％中的一種或多種，其余為Al。

使用Al-Cu-Zn系鋁型材可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度和韌性的提升，但其較高的Cu元素和Zn元素，加上復(fù)雜的雙級(jí)甚至多級(jí)時(shí)效工藝，導(dǎo)致其成本高出Al-Mg-Si系鋁型材一倍左右，經(jīng)濟(jì)性較差，同時(shí)由于其存才應(yīng)力腐蝕、跨系焊接等應(yīng)用工藝性問(wèn)題，也限制了其應(yīng)用，如專(zhuān)利CN112813321A，提出的一種軌道交通用高強(qiáng)韌鋁型材，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括：Zn：5-5.8％、Mg：1.8-2.2％、Cu：0.5-1.5％、Mn：0.27-0.33％、Cr：0.21-0.27％、Ti：0.1-0.15％、Zr：0.18-0.24％、Bi：0.3-1％、B：0.01-0.02％、Gd：0.11-0.21％、Sc：0.12-0.19％、Ho：0.3-0.37％、Y：0.05-0.13％、V：0.01-0.05％、余量為Al；其時(shí)效處理為四級(jí)時(shí)效處理；第一級(jí)時(shí)效處理的溫度為155-180℃，時(shí)間為10-22h，第二級(jí)時(shí)效處理的溫度為200-230℃，時(shí)間為5-15min，第三級(jí)時(shí)效處理的溫度為90-120℃，時(shí)間為5-15h；第四級(jí)時(shí)效處理的溫度為160-170℃，時(shí)間為3-5h。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種汽車(chē)碰撞梁類(lèi)零件用Al-Mg-Si系鋁型材高強(qiáng)韌化方法，在現(xiàn)有Al-Mg-Si系鋁型材基礎(chǔ)上，通過(guò)合金成分的精細(xì)化控制、引入微量強(qiáng)化合金元素及優(yōu)化時(shí)效制度等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)Al-Mg-Si鋁型材的抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率大幅提升，進(jìn)而滿足汽車(chē)碰撞類(lèi)零件的抗彎及碰撞吸能方面的要求，同時(shí)將材料成本的增加幅度控制在相對(duì)低的水平，甚至是不增加，提供該材料的應(yīng)用競(jìng)爭(zhēng)力。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：