專利名稱：中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁鎂硅系鋁合金材料，特別涉及一種用于汽車保險杠的中高 強度的鋁鎂硅系鋁合金材料。
背景技術：
隨著汽車輕量化需求日益提高，鋁合金作為一種輕量化材料正日益的被用在各種 汽車零部件上。而作為汽車保險杠，它與汽車安全和人身安全都息息相關。汽車保險杠對 汽材料的強度、吸震、壓縮變形都提出了更高的要求，一般現在采用的保險杠主梁材料為7 系的高強度鋁合金，但7系合金難于成型，加工困難，延展性差，導致在加工過程中造成大 量的廢品。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是要提供一種高強度、高韌性、高耐腐蝕的中高強度 的鋁鎂硅系鋁合金材料。為了解決以上的技術問題，本發(fā)明提供了一種中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材 料，其組分含有以下質量百分比的元素硅0. 50-1.0 ；鐵0. 20-0. 40 ；銅0. 25-0. 50 ；鎂 0. 9-1. 4 ；錳 0. 05-0. 15 ；鋅彡 0. 10 ；鈦彡 0. 05 ；鉻 0. 05-0. 12 ；其余為鋁。所述中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料的熔鑄工藝，它包括如下的步驟 ⑴按前述組分比例，除鎂元素外配料裝爐熔煉，溫度為730 760°C，時間為3h
3. 5h ；
⑵按組分比例，向熔爐中加入鎂元素，并攪拌，繼續(xù)熔煉，時間為0. 5h，同時扒渣； ⑶精煉，溫度為720 750°C,時間為15min,同時扒漁；
⑷澆鑄采用鈦硼絲在線喂絲細化，溫度為710 730°C，澆鑄速度為110-115mm/min ；
(5)均勻化處理，溫度為560°C，保溫時間為8小時；
(6)采用在線水淬進行擠壓，擠壓出口溫度為540 560°C。本發(fā)明的優(yōu)越功效在于
1)具有很高的強度，其抗拉、屈服達到了7116、7020、7A53等高強度鋁合金的要求；抗 拉強度彡350Mpa，屈服彡320 Mpa，延伸率彡12%，既達到了較高的強度，又沒有減低該材料 的擠壓性能，擠壓抗力也沒有增加；
2)具有良好的耐腐蝕性能；
3)具有良好的吸震性能，由于加強了對微量元素的控制，并充分的利用了微量元素的 細化作用，使材料成型后可以在接受猛烈沖擊通過組織的變形將撞擊能量以緩沖的方式消 減，從而減少了可能對人體的傷害；
4)鑄造性能優(yōu)異，對熔煉和鑄造設備投入的要求較少，熔煉工藝不需要進行大的調
整；
5 )由于鋁合金材料的組分配比進行合理控制，使合金不需要低溫長時間時效工藝下即可達到很強的抗拉屈服性能。
具體實施例方式以下對本發(fā)明作進一步的描述。本發(fā)明提供了一種中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料，其組分含有以下質量百分比 的元素硅 0. 50-1. 0 ；鐵 0. 20-0. 40 ；銅 0. 25-0. 50 ；鎂 0. 9-1. 4 ；猛 0. 05-0. 15 ；鋅< 0. 10 ； 鈦< 0. 05 ；鉻0. 05-0. 12 ；其余為鋁。實施例1，本發(fā)明提供了 一種中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料，其組分含有以下質 量百分比的元素硅0. 72 ；鐵0.3 ；銅0. 35 ；鎂1.05 ；錳0. 13 ；鋅0. 047 ；鈦0. 034 ；鉻0. 099 ； 其余為鋁。實施例2，本發(fā)明提供了一種中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料，其組分含有以下質 量百分比的元素硅0.71 ；鐵0.31 ；銅0. 32 ；鎂1.02 ；錳0. 13 ；鋅0. 028 ；鈦0. 035 ；鉻0. 12;其余為鋁。實施例3，本發(fā)明提供了一種中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料，其組分含有以下質 量百分比的元素硅0. 50 ；鐵0. 32 ；銅0. 33 ；鎂1.35 ；錳0. 12 ；鋅0. 035 ；鈦0. 040 ；鉻0. 11 ；其余為鋁。所述中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料的熔鑄工藝，它包括如下的步驟 ⑴按前述組分比例，除鎂元素外配料裝爐熔煉，溫度為730 760°C，時間為3h
3. 5h ；
⑵按組分比例，向熔爐中加入鎂元素，并攪拌，繼續(xù)熔煉，時間為0. 5h，同時扒渣； ⑶精煉，溫度為720 750°C,時間為15min,同時扒漁；
⑷澆鑄采用鈦硼絲在線喂絲細化，溫度為710 730°C，澆筑時應在確保不開裂、不縮 松的情況下，盡可能采用高的澆鑄速度和高的澆鑄水壓；澆鑄速度為110-115mm/min ；
在澆鑄過程中可以使用探傷儀進行實時地探傷，便于及時發(fā)現意外導致的鋁棒中心開 裂導致鋁棒報廢情況發(fā)生，同時可以在探傷儀實時探傷的幫助下，通過調整獲得最佳的澆 鑄速度和澆鑄溫度的匹配數據，從而獲得最佳的金相組織；
(5)均勻化處理，溫度為560°C，保溫時間為8小時；消減澆鑄過程中的內部應力，減少后 續(xù)擠壓變形抗力。并使合金組織更加均勻，減少合金各項異性；
(6)采用在線水淬進行擠壓，擠壓出口溫度為540 560°C，此處的壓力由模具復雜程度 和擠壓比確定，無需專門控制。由于壓力加工狀態(tài)下，合金不會和固溶熱處理在升溫過程中 產生晶粒的長大。在壓力狀態(tài)下合金晶粒不長大，而擠壓出口立即水淬，由于迅速的冷卻使 得合金的再結晶的狀況微乎其微，所以通過擠壓狀態(tài)后材料立即水冷晶粒得到細化，合金 塑性提高、合金的各項異性減少，合金性能得到提高。在擠壓過程中，在設備和模具允許且不影響型材表面質量的情況下，應使用盡可 能低的溫度和高的擠壓以獲得最大的變形速率，加速晶格的破碎，以獲得最細化。試驗過程 中的產品在1650噸擠壓生產，棒材米重為67. 15kg/m，在擠壓比為35的狀態(tài)下的主缸推進 速度達到5. 5mm。出口溫度為545_555°C，經過水冷后的材料溫度在60°C以下。對三個實施例的材料進行了合金性能的測試，其結果如下表所示
權利要求
一種中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料，其特征在于其組分含有以下質量百分比的元素硅0.50 1.0；鐵0.20 0.40；銅0.25 0.50；鎂0.9 1.4；錳0.05 0.15；鋅≤0.10；鈦≤0.05；鉻0.05 0.12；其余為鋁。
2.根據權利要求1所述的中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料的熔鑄工藝，它包括如下的 步驟⑴按前述組分比例，除鎂元素外配料裝爐熔煉，溫度為730 760°C，時間為3h 3. 5h ；⑵按組分比例，向熔爐中加入鎂元素，并攪拌，繼續(xù)熔煉，時間為0. 5h，同時扒渣； ⑶精煉，溫度為720 750°C,時間為15min,同時扒漁；⑷澆鑄采用鈦硼絲在線喂絲細化，溫度為710 730°C，澆鑄速度為110-115mm/min ；(5)均勻化處理，溫度為560°C，保溫時間為8小時；(6)采用在線水淬進行擠壓，擠壓出口溫度為540 560°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中高強度的鋁鎂硅系鋁合金材料，其組分含有以下質量百分比的元素硅0.50-1.0；鐵0.20-0.40；銅0.25-0.50；鎂0.9-1.4；錳0.05-0.15；鋅≤0.10；鈦≤0.05；鉻0.05-0.12；其余為鋁。其工藝包括配料—裝爐—扒渣—加鎂—攪拌—取樣—調整成分—精煉—扒渣—精煉—靜置—澆鑄。本發(fā)明的優(yōu)點是具有高強度、高韌性、高耐腐蝕、良好的吸震性能。
文檔編號C22C21/08GK101935788SQ20101051164
公開日2011年1月5日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權日2010年10月19日
發(fā)明者王曉華, 羅世兵 申請人:上海友升鋁業(yè)有限公司