[發明專利]一種鋁合金擠壓型材的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202310223108.6
• 申請日: 2023-03-09
• 公開（公告）號: CN116334455A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 長海博文;田進;秦簡;張海濤;王孝國;于承斌;劉方鎮;李一;王旭;張波
• 申請（專利權）人: 魏橋輕量化（蘇州）科技有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C21/08;C22C1/02;C22F1/043;C22F1/047
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 陸穎

本發明公開了一種鋁合金擠壓型材的制備方法及應用，屬于合金加工技術領域，所述制備方法包括對鋁合金按一定的成分配比進行配料，對配料進行熔鑄及均勻化處理，使鋁合金晶粒內部形成均勻分布的納米級AlFe(MnCr)Si彌散相，并按一定擠壓加工條件對均勻化處理后的鋁合金鑄錠進行擠壓及時效處理。本發明通過成分設計、熱處理制度和擠壓工藝在變形組織中形成大量超細亞晶和納米級強化相，通過超細亞晶和納米級強化相協同作用，提升了鋁合金的強韌、耐疲勞和耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及合金加工的技術領域，尤其涉及一種汽車輕量化用鋁合金擠壓型材的制備方法的應用。

背景技術

鋁合金型材擠壓技術一直是鋁合金型材精深加工領域的關鍵技術，對于汽車輕量化用高強韌高服役性能鋁合金型材，如何獲得高強韌、耐疲勞、耐腐蝕、質量輕的鋁合金型材是從業者追求的最終目標。但目前，現有6XXX鋁合金體系的材料難以同時滿足以上產品目標和特點，國內僅能生產6061和6082鋁合金型材或鍛件，且產品性能穩定性較低，特別是疲勞性能差，技術水平難以滿足汽車工業的發展。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種鋁合金擠壓型材的制備方法及應用，以在鋁合組織中形成大量超細亞晶和納米級強化相，并提升鋁合金的強韌、耐疲勞和耐腐蝕性能。

為實現上述發明目的，本發明提出一種鋁合金擠壓型材的制備方法，包括以下步驟：

S1、按如下質量百分比的各成分配料：Si:0.8-1.4，Mg:0.7-1.2，Cu:0.3-0.8，Mn:0.4-0.8，Cr:0.2-0.4，Ti≤0.03，Fe≤0.15，Zn≤0.2，單個雜質≤0.02，總雜質≤0.1，余量為Al；

S2、對配料進行熔鑄及均勻化處理，使鋁合金晶粒內部形成均勻分布的納米級AlFe(MnCr)Si彌散相；

S3、按一定擠壓加工條件進行擠壓處理，使擠出型材中的鋁合金晶粒形成超細亞晶粒；

S4、對擠出型材進行時效處理。

所述配比的合金成分調控可在半連續鑄造過程中，使Mn和Cr最大程度的固溶在鋁基體內，使其在后續的均勻化熱處理過程中析出形成納米級Al(FeMnCr)Si彌散相。

優選地，所述S2中的均勻化處理包括：

第一級均勻化處理，在250-400℃的溫度下均勻化處理6-10h；

第二級均勻化處理，在530-565℃的溫度下均勻化處理10-15h；

以100-800℃/h的冷卻速度進行冷卻。

優選地，所述均勻化處理時的升溫速率為≤3℃/min。

優選地，所述S2中，納米級AlFe(MnCr)Si彌散相的尺寸為20-350nm。

優選地，所述S3中，型材擠壓加工時，鑄棒熱端的加熱溫度不超過510℃，加熱梯度為20-80℃/m，擠壓出口溫度為520-570℃，擠壓比為22-60。

優選地，所述S3中包括對型材以在線淬火速率不小于700℃/min進行淬火處理。

優選地，所述S4中時效處理包括對型材進行T5或T6時效處理。

優選地，所述擠出型材中的超細亞晶粒的尺寸為2-10um，角度小于15°的小角度晶界占比大于60％。

優選地，所述S3中，擠出型材中的亞晶粒平均尺寸為10μm以下亞晶占比≥78％(大于或等于78％)，亞結構組織占比≥60％(大于或等于60％)，再結晶組織占比＜30％(小于32％)。