一种铝型材及其加工方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种铝型材及其加工方法与应用，属金属材料领域。其加工方法包括：熔炼铝合金原料，然后铸造，均匀化处理，得铸造坯料，热挤压铸造坯料，在线淬火，时效处理。原料包括0.92～1.02wt％的Si、0.25～0.35wt％的Fe、0.08～0.12wt％的Cu、0.5～0.6wt％的Mn、0.6～0.7wt％的Mg、0.05～0.08wt％的Cr、0.05～0.15wt％的Ti以及0.15～0.2wt％的稀土锡，余量为Al。该加工方法简单，易操作，能同时满足铝型材较佳的塑性和强度。由此得到的铝型材质量好，塑性和强度均较佳。将其用于制造轨道交通，能改善或提高轨道交通的碰撞性能。

An aluminum profile and its processing method and Application

The invention relates to an aluminum profile and its processing method and application, belonging to the field of metal materials. Its processing methods include: melting aluminium alloy raw material, then casting, homogenization treatment, casting billet, hot squeeze casting billet, on-line quenching, aging treatment. Raw materials include 0.92-1.02wt% Si, 0.25-0.35wt% Fe, 0.08-0.12wt% Cu, 0.5-0.6wt% Mn, 0.6-0.7wt% Mg, 0.05-0.08wt% Cr, 0.05-0.15wt% Ti and 0.15-0.2wt% rare earth tin. The remaining amount is Al. The machining method is simple and easy to operate, and it can also meet the better plasticity and strength of aluminum profiles. The aluminum profiles obtained are of good quality, good plasticity and strength. It can be used in rail transit to improve or improve the crashworthiness of rail transit.

【技术实现步骤摘要】
一种铝型材及其加工方法与应用
本专利技术涉及金属材料领域，且特别涉及一种铝型材及其加工方法与应用。
技术介绍
新能源汽车发展迅速，汽车轻量化已成为发展的方向，铝合金材料在汽车用铝方面得到大量应用，其中，对于应用汽车保险杠系统用铝合金吸能盒和纵梁而言，要求铝型材具有高速碰撞性能。准静压态压缩试验与其高速碰撞性能有很好的对应性，因此汽车制造商使用准静态压缩试验作为评估挤压型材碰撞性能的主要标准，对于准静态压缩试验结果的评级系统已经被提出，对于准静态压缩试验结果的解释仍是主观的，且难以进行定量，通常做法是选取300～500mm左右长度的全截面试样，在压力机上以50～100mm/min左右速度进行压缩，压缩至长度为100mm，铝型材压缩过程中折叠变形，根据裂纹情况进行评估，一般出现裂纹长度小于15mm可接受。对于汽车保险杠吸能盒和纵梁而言，不仅需要具有很高塑性，能够较强碰撞性能，还需要具有较高强度，由于高强度和塑性往往是相互排斥的，难以同时满足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝型材的加工方法，该加工方法简单，易操作，能有效提高铝型材的抗拉强度以及屈服强度等力学性能，同时满足较佳的塑性和强度。本专利技术的第二目的在于提供一种由上述加工方法加工而得的铝型材，该铝型材质量好，塑性和强度均较佳。本专利技术的第三目的在于提供一种上述铝型材的应用，例如可将其用于制造轨道交通。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本专利技术提出一种铝型材的加工方法，包括以下步骤：熔炼铝合金原料，然后铸造，均匀化处理，得铸造坯料，热挤压铸造坯料，在线淬火，时效处理。原料包括0.92～1.02wt％的Si、0.25～0.35wt％的Fe、0.08～0.12wt％的Cu、0.5～0.6wt％的Mn、0.6～0.7wt％的Mg、0.05～0.08wt％的Cr、0.05～0.15wt％的Ti以及0.15～0.2wt％的稀土锡，余量为Al。较佳地，将挤压后的铝型材置于-160～-150℃的液氮环境中保温8～10h，然后于190～195℃的条件下保温5～6h进行人工时效。本专利技术还提出一种由上述加工方法加工而得的铝型材。本专利技术还提出一种上述铝型材的应用，如可用于制造轨道交通。本专利技术较佳实施例提供的铝型材及其加工方法与应用的有益效果包括：本专利技术较佳实施例提供的铝型材的加工方法中通过合理配置合金成分，优化了合金中强化相Mg2Si，并使各金属间化合物的种类与比例得以较佳搭配，以提高合金的塑性与力学性能。通过添加稀土元素Sn，不仅可以细化晶粒，还能进一步改善合金的力学性能。并且，在原料中加入稀土元素锡，一方面能够控制强化相Mg2Si的析出，改善材料的塑性；另一方面能与铝形成共晶系，使合金的晶粒得到细化，消除铝合金铸锭组织中的粗大共晶化合物，改善析出物的形状；再者，通过加入稀土元素锡，还可在合金的晶内析出部分粒状或短棒状的相态，该相态在起到弥散强化作用的同时还能减少对基体的割裂作用，从而提高铝合金的力学性能。此外，稀土元素锡还具有良好的精炼和净化作用，能够有效的除去氧、硫和氢等元素。本专利技术较佳实施例提供的铝型材的加工方法简单，易操作，能有效提高铝型材的抗拉强度以及屈服强度等力学性能，同时满足较佳的塑性和强度。由此得到的铝型材质量好，塑性和强度均较佳。将其用于制造轨道交通可相应提高轨道交通的高速碰撞性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术试验例1中实施例5的铝型材的表面的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的铝型材及其加工方法与应用进行具体说明。本专利技术实施例所提供的铝型材的加工方法，包括以下步骤：熔炼铝合金原料，然后铸造，均匀化处理，得铸造坯料，热挤压铸造坯料，在线淬火，时效处理。上述原料包括0.92～1.02wt％的Si、0.25～0.35wt％的Fe、0.08～0.12wt％的Cu、0.5～0.6wt％的Mn、0.6～0.7wt％的Mg、0.05～0.08wt％的Cr、0.05～0.15wt％的Ti以及0.15～0.2wt％的稀土锡，余量为Al。较佳地，上述原料包括0.95～1wt％的Si、0.28～0.32wt％的Fe、0.09～0.11wt％的Cu、0.54～0.56wt％的Mn、0.62～0.68wt％的Mg、0.06～0.07wt％的Cr、0.08～0.12wt％的Ti以及0.17～0.18wt％的稀土锡，余量为Al。更较地，上述原料包括0.98wt％的Si、0.3wt％的Fe、0.1wt％的Cu、0.55wt％的Mn、0.65wt％的Mg、0.065wt％的Cr、0.1wt％的Ti以及0.175wt％的稀土锡，余量为Al。本专利技术实施例通过合理配置合金成分，优化了合金中强化相Mg2Si，并使各金属间化合物的种类与比例得以较佳搭配，以提高合金的塑性与力学性能。通过添加稀土元素Sn，不仅可以细化晶粒，还能进一步改善合金的力学性能。具体地，在原料中加入稀土元素锡，一方面能够控制强化相Mg2Si的析出，改善材料的塑性；另一方面能与铝形成共晶系，使合金的晶粒得到细化，消除铝合金铸锭组织中的粗大共晶化合物，改善析出物的形状；再者，通过加入稀土元素锡，还可在合金的晶内析出部分粒状或短棒状的相态，该相态在起到弥散强化作用的同时还能减少对基体的割裂作用，从而提高铝合金的力学性能。此外，稀土元素锡还具有良好的精炼和净化作用，能够有效的除去氧、硫和氢等元素。可参照的，按上述合金元素成分组成配制原料，并熔铸(包括熔炼和铸造)成铸锭，然后采用双级均匀化处理，得到铸造坯料。双级均匀化处理例如可以包括：于545～550℃的条件下保温8～12h，然后升温至555～560℃保温5～7h。采取双级均匀化处理，第一级均匀化处理温度设置为545～550℃，可减少合金铸态组织中的枝晶组织，使晶内组织相对均匀；第二级均匀化处理采取在较高温度下进行，能够在第一级均匀化的基础上进一步减少晶界上的共晶组织，基本消除枝晶组织，此外，该温度范围还能避免出现过烧现象。通过上述两级均匀化处理可使合金成分、组织更加均匀，提高铸锭的塑性。本专利技术实施例中的挤压采用热挤压，包括将均匀化处理后所得的铸造坯料加热至500～530℃，铸造坯料的温度梯度为10～20℃，然后再挤压。上述条件有利于促进晶粒的细化，提高铝合金的机械加工性能。进一步地，挤压过程中可选择机台为45MN，挤压筒温可以为430～470℃，挤压模具的温度可以为460～500℃，挤压速度为1.5～1.8m/min，然后在线水冷淬火。进一步的，将挤压后的铝型材置于-160～-150℃的液氮环境中保温8～10h，然后于190～195℃的条件下保温5～6h进行人工时效。挤压生产后型材放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝型材的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：熔炼铝合金原料，然后铸造，均匀化处理，得铸造坯料，热挤压所述铸造坯料，在线淬火，时效处理；所述原料包括0.92～1.02wt％的Si、0.25～0.35wt％的Fe、0.08～0.12wt％的Cu、0.5～0.6wt％的Mn、0.6～0.7wt％的Mg、0.05～0.08wt％的Cr、0.05～0.15wt％的Ti以及0.15～0.2wt％的稀土锡，余量为Al。

【技术特征摘要】
1.一种铝型材的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：熔炼铝合金原料，然后铸造，均匀化处理，得铸造坯料，热挤压所述铸造坯料，在线淬火，时效处理；所述原料包括0.92～1.02wt％的Si、0.25～0.35wt％的Fe、0.08～0.12wt％的Cu、0.5～0.6wt％的Mn、0.6～0.7wt％的Mg、0.05～0.08wt％的Cr、0.05～0.15wt％的Ti以及0.15～0.2wt％的稀土锡，余量为Al。2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述原料包括0.95～1wt％的所述Si、0.28～0.32wt％的所述Fe、0.09～0.11wt％的所述Cu、0.54～0.56wt％的所述Mn、0.62～0.68wt％的所述Mg、0.06～0.07wt％的所述Cr、0.08～0.12wt％的所述Ti以及0.17～0.18wt％的所述稀土锡，余量为所述Al。3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述原料包括0.98wt％的所述Si、0.3wt％的所述Fe、0.1wt％的所述Cu、0.55wt％的所述Mn、0.65wt％的所述Mg、0.065wt％的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：程仁策，张涵源，程仁寨，张洪辉，肖栋，赵海滨，郑卓阳，隋信增，张启东，赵巍，李铸铁，史春丽，曲信磊，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，航鑫材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37