[發明專利]一種抗沖擊稀土鋁合金及制造方法

在審

• 申請號: 202210071049.0
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114517267A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 王紹俊;隋來智;沈現猛;臧偉;王仁武;楊煥軍;丁巖;丁春華;馬德良;呂尚娟;孟杰;馬旭
• 申請（專利權）人: 山東南山鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22F1/053;B21C37/02
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 李至冰

本發明公開了一種抗沖擊稀土鋁合金及制造方法，主要涉及鋁合金領域。其組分按重量百分比計包括：鋅：5.5～8.5％，鎂：1.5～2.5％，銅：1～1.5％，釔：0.2～0.8％，鋯：0.2～0.5％，余量為鋁。本發明的有益效果在于：該合金中均勻分布的多種第二相和均勻細小的顯微組織、較弱的基面織構，具有高強度和高塑性。

技術領域

本發明涉及鋁合金領域，具體是一種抗沖擊鋁合金及制造方法。

背景技術

隨著汽車輕量化步伐加快，鋁合金產品在汽車上的應用越來越多。汽車鋁合金散熱器的生產備受。

業界關注。散熱器材料的選擇需要從導熱系數、材料成本、比重、不同的加工性能需求等方面去綜合比較進行選擇，鋁的導熱系數沒有石墨、銀、銅、金這些材料高，但從成本、比重和加工性能等方面的綜合比較卻是現階段的較好選擇。因不同的鋁基散熱器對綜合機械性能的需求也有所不同，所以各種能達到綜合機械性能的鋁合金便成了鋁基散熱器材料的首選，6063、1070、1050等幾種鋁合金在保證了不同散熱器對機械綜合性能需求的同時，導熱效果最接近純鋁，且加工性能好，所以這幾種鋁合金成了鋁基散熱器材料的主流選擇。目前關于汽車鋁合金散熱器的成型工藝研究報道較少，擠壓成型是汽車鋁合金散熱器常用的成型工藝方法

鋁合金作為目前較輕的結構材料，具有密度低、比強度和比剛度高、阻尼減震性好、優良的電磁屏蔽性能及易于回收等優點，在航空航天，汽車以及3C領域都具有重要的應用。鋁合金的機械性能遠低于鋼材料，限制了其在許多工業設備和產品上的應用。為了擴大鋁合金的應用范圍和領域，科研工作對現有的鋁合金進行了大量探索研究，盡管許多科研工作對現有鋁合金進行了許多改性，但是應用性并不理想。少量稀土元素的添加可以使鋁合金鑄造組織晶粒得到明顯細化，但是鋁合金鑄造組織中含有較多的組織缺陷如：縮松、縮孔和夾雜物，導致其力學性能較差。通過擠壓、鍛造、軋制后的變形鋁合金與鑄造鋁合金相比組織更加致密均勻；而且少量稀土元素的添加可以促進熱變形過程中的動態再結晶、激活非基面滑移，進而細化晶粒尺寸、弱化基面織構，使鋁合金塑性得到提高。目前的高含量稀土鋁合金雖然能夠改善合金的力學性能，但能同時提高合金強度和塑性的技術工藝并不多見。

為了提高鋁合金的強度，在合金元素的選擇上行業內普遍通過添加大量的稀土元素來獲得高強鋁合金。高強鋁合金都采用較高含量的稀土元素，稀土元素不僅成本高，將導致鋁合金的成本大幅提高，而且比重也大，不能充分發揮鋁合金的輕量化優勢，不能滿足大規模工業化生產的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗沖擊鋁合金及制造方法，該合金中均勻分布的多種第二相和均勻細小的顯微組織、較弱的基面織構，具有高強度和高塑性。

本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：

一種抗沖擊鋁合金，其組分按重量百分比計包括：鋅：5.5～8.5％，鎂：1.5～2.5％，銅：1～1.5％，釔：0.2～0.8％，鋯：0.2～0.5％，余量為鋁。

進一步的，其制造方法為：

步驟(1)熔煉及鑄造：將熔煉爐中的鋁錠加熱熔化后，在680℃～690℃加入預熱后的純Zn、Mg和Al-Cu中間合金、Al-Y中間合金、Al-Zr中間合金，然后升溫至715℃，保溫30分鐘，澆鑄空冷得合金鑄錠；

步驟(2)階梯固溶：將合金鑄錠在熱處理爐中進行階梯固溶處理，第一階段的熱處理溫度是430℃～480℃攝氏度，熱處理時間為1～3小時；第二階段溫度升到470℃～490℃攝氏度，熱處理時間為10～13小時，取出后迅速水冷至室溫；

步驟(3)熱擠壓：將步驟(2)處理得到的合金鑄錠進行410℃～425℃攝氏度2～3小時的預熱，然后熱擠壓；擠壓溫度為420℃～450℃攝氏度，擠壓比為6:1，擠壓速率為1.5～2.5m/min，擠壓后的板材空冷至室溫，即得。