[發明專利]5xxx鋁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202211475953.4
• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115679164A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 紀艷麗;趙丕植;潘琰峰;成美貞;張文靜;鄧楨楨;趙經緯;劉貞山
• 申請（專利權）人: 中鋁材料應用研究院有限公司
• 主分類號: C22C21/06
• 分類號: C22C21/06;C22C21/08;B22D11/16;C22C1/02;C22F1/047
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張美月

本發明提供了一種5xxx鋁合金及其制備方法。該制備方法包括：按以下比例配制合金原料：以占原料的重量百分含量計，原料包括：3.5～5.0wt.％Mg，0.08～0.5wt.％Mn，0.05～0.5wt.％Cu，0.15～0.2wt.％Cr，≤0.35wt.％Fe，≤0.3wt.％Si，≤0.25wt.％Zn，≤0.1wt.％Ti，雜質含量≤0.15wt％，余量為Al；將上述原料依次進行精煉、連續鑄造、鑄坯刮削、連續軋制、熱收桿、退火及拉拔，得到5xxx鋁合金。通過成分優化結合連鑄連軋等工藝抑制了粗大第二相的析出；通過鑄坯刮削提高了其表面質量和連續化生產及可鍛性，以及線桿的強度。

技術領域

本發明涉及鋁合金制備領域，具體而言，涉及一種5xxx鋁合金及其制備方法。

背景技術

鋁合金緊固件具有輕質、比強度高、耐蝕性好，良好的加工性能、極高的再回收和再生性等一系列優良特性，廣泛應用于汽車領域。鋁原材料因強度低無法滿足高強度緊固件的需求。在冷鐓過程中，鋁材料常因塑性不足和變形不均勻等原因，造成冷鐓開裂等問題，這導致鋁合金汽車緊固件的發展遠遠滯后于汽車行業的發展。

生產高Mg含量的5xxx系用鉚釘線材一般采用擠壓-拉拔法和連鑄連軋-拉拔法。擠壓-拉拔法的生產流程長，成本高；連鑄連軋-拉拔法的產能大，效率高，但是產品性能起伏比較大，線桿可鍛性差(塑性低)。

現有文獻(CN104775060B)提供了一種鋁合金連鑄連軋坯的生產及熱處理方法，采用該方法制備的5052材料，其抗拉強度不小于300MPa，但其延伸率只有～3％，難以滿足后續變形加工的需求。

另一篇現有文獻(CN104485152A)提供了一種鋁合金導線及其生產工藝，其采用連鑄連軋工藝生產出來的鋁線同樣具有較高的抗拉強度，但塑性～3％，也難以滿足市場需求。Mg含量較高的5xxx系合金，在鑄造過程中易產生偏析，粗大第二相等造成產品均一性差、冷鐓時出現表面亮線；退火工藝不當引起晶粒尺寸大、不均勻等在后續鍛造時容易起皺、開裂。綜上所述，目前5xxx線桿的生產工藝條件難以消除線材中的成分不均勻性，且可鍛性能較差，難以兼顧性能及成本。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種5xxx鋁合金及其制備方法，以解決現有鋁合金的制備方法存在難以消除線材中的成分不均勻性，且可鍛性能較差，難以兼顧性能及成本的問題。

為了實現上述目的，本發明一方面提供了一種5xxx鋁合金，該5xxx鋁合金的制備方法包括：按以下比例配制合金原料：以占原料的重量百分含量計，原料包括：3.5～5.0wt.％Mg，0.08～0.5wt.％Mn，0.05～0.5wt.％Cu，0.15～0.2wt.％Cr，≤0.35wt.％Fe，≤0.3wt.％Si，≤0.25wt.％Zn，≤0.1wt.％Ti，雜質含量≤0.15wt％，余量為Al；將上述合金原料依次進行精煉、連續鑄造、鑄坯刮削、連續軋制、熱收桿、退火及拉拔，得到5xxx鋁合金。

進一步地，鑄坯刮削過程包括：對連續鑄造過程得到的鑄坯進行刮削，刮削過程的厚度為0.5～1.0mm。

進一步地，連續軋制過程包括：將鑄坯刮削過程得到產物通過感應加熱加熱到450～500℃后進行多次軋制，且熱終軋溫度320～380℃；優選地，續軋制過程包括粗軋和精扎過程，其中軋制速度為2.2～2.5m/s。

進一步地，熱收桿過程的溫度為280～350℃，桿的直徑為9～11mm。

進一步地，退火過程包括：將經所述熱收桿過程得到的線桿以2～5℃/min的速率升溫至400～500℃，時間為2～8h。

進一步地，拉拔過程包括：將退火后的熱軋桿冷拉至直徑為1.5～6mm，然后進行中間退火。

進一步地，中間退火的溫度為400～500℃，時間為1～2h。