一种高强耐蚀的铝合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属金属材料制备技术领域，公开了一种高强耐蚀的铝合金及其制备方法和应用，按重量百分比计包括Mg 0.6

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐蚀的铝合金及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于金属材料制备
，具体涉及一种高强耐蚀的铝合金及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]6xxx系铝合金(即Al-Mg-Si系合金)，由于其具有中高强度和高成型性等，成为新一代汽车轻量化的首选材料。AA6016，AA6111以及AA6022合金等应用于汽车车身外板的加工，广泛应用于车身铝合金。而为了提高Al-Mg-Si系铝合金的强度，通常通过提高Mg、Si、Cu元素含量的方式，但这样不仅降低了合金的塑性与耐蚀性，同时使得合金的加工性能也大大降低。此时，通常需要控制Mg、Si元素含量，以获得合金高成型性性能。现有技术中也通过在某些合金添加Cu元素以显著增加合金的强度与快速响应能力，如6111合金，但这样也同时降低了材料的耐蚀性。
[0003]晶粒细化是提高铝合金塑性与耐蚀性重要方法。目前，Sc元素是抑制铝合金再结晶最有效稀土元素，获得非再结晶组织，提高合金强度和抗应力腐蚀性能，但昂贵成本限制了含Sc稀土铝合金工业化应用。而采用等径角挤压(ECAP)方可以获得超细晶材料，但是合金塑性没有得到有效提高，且不易工业化生产。本专利技术基于颗粒诱导再结晶(PSN)理论与微合金化原理，控制弥散第二相尺寸与分布，获得晶粒细小的铝合金材料，以提高合金强度、塑性与耐蚀性能。因此，亟需开发一种同时具有较高塑性、合金强度和抗应力腐蚀性能的铝合金。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种高强耐蚀的铝合金及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。本专利技术开发了一种新型的复合稀土合金及制备方法，以提高合金强度与耐蚀性能。
[0005]为了克服上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种铝合金，含主要组分Al，按重量百分比计，还包括如下组分：Mg 0.6-1.0％、Si 0.8-1.2％、Cu 0.1-0.3％、Mn 0.4-1.0％、Cr 0.15-0.35％、Cd 0.05-0.1％和Fe≤0.5％。
[0007]优选地，按重量百分比计，所述铝合金包括如下组分：Mg 0.7-0.9％、Si 1.0-1.2％、Cu (0.15-0.25):1％、Mn 0.6-0.9％、Cr 0.20-0.35％、Cd 0.05-0.1％和Fe≤0.5％。
[0008]作为上述方案的进一步改进，按重量百分比计，所述铝合金中杂质元素的含量≤0.15％。所述杂质元素包括Ti。
[0009]作为上述方案的进一步改进，Mg与Si的质量比为(0.65-0.9):1，Cu与Si的质量比为(0.15-0.25):1。
[0010]作为上述方案的进一步改进，Cd与Cr的质量比为(0.15-0.25):1；Mn与Fe的质量比为(0.15-0.25):1。
[0011]一种如本专利技术所述的铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0012]1)原料准备：称取所述的铝合金的配方含量的原料，备用；
[0013]2)制备合金铸锭：将所述原料经熔炼、精炼和浇注，得到合金铸锭；
[0014]3)三级均匀化热处理：将步骤2)所得的合金铸锭进行三级均匀化热处理；
[0015]4)淬火处理：将经步骤3)所得的试样进行固溶和淬火处理；
[0016]5)时效处理：将经淬火处理的在等温条件下进行时效处理，得所述的铝合金；
[0017]其中，所述三级均匀化热处理的过程为：室温条件下，将所述合金铸锭以20-50℃/h的升温速率进行升温，待温度达到350-400℃时，保温15-30h；再以20-50℃/h继续升温至450-480℃，保温15-30h；再以20-50℃/h的升温速率继续升温至500-540℃时，保温15-30h；最后以20-50℃/h的降温速率降温至100℃以下，即完成。
[0018]需要说明的是，本专利技术中将原料进行熔炼的过程为：在725-745℃温度条件下，先将高纯铝锭熔化，随后加入Al-Mn10、Al-Cu50、Al-Si15、Al-Cr10、Al-Cd2中间合金，待中间合金熔化后加入99.99％镁以及覆盖剂，得到完全熔化的金属熔液。
[0019]所述精炼的过程为：在完全熔化的金属熔液中加入六氯乙烷进行除气处理，并充分搅拌，精炼时金属温度维持在730℃-750℃的范围内，精炼后应进行充分静置，静置时间不低于30分钟；
[0020]所述浇注的过程为：将金属熔液温度降至700℃-720℃，然后将熔体温度降至约720℃时加入Al-5wt％Ti-1wt％B晶粒细化剂并进行适当搅拌，充分静置后将金属熔液浇入温度为420℃-450℃金属模具内，即可获得合金铸锭；
[0021]固溶处理：将冷轧板材进行固溶处理，具体过程为：在540-550℃热处理炉中进行15-45min的固溶处理，试样升温速率大于120℃/min；
[0022]淬火处理：将经固溶处理后的合金试样从固溶处理温度淬入室温下的水中。
[0023]作为上述方案的进一步改进，步骤3)和步骤4)之间还包括的处理过程为热轧处理和冷轧处理。
[0024]所述热轧变形的过程：将合金铸锭进行热轧：开轧温度在530-545℃，道次压下量为4％-32％，热轧总变形量＞92％，终轧温度低于320℃得到热轧板材；
[0025]所述冷轧处理的过程实际为冷轧变形+中间退火+冷轧变形，即：将热轧板材取出，冷轧变形道次压下量为10-35％，总变形量为30-60％；中间退火均以80℃/min-120℃/min的升温速率升温到350-450℃进行1-4h的退火处理，然后直接取出进行空冷；继续冷轧变形总变形量处于50％-75％之间，道次压下量处于15％-30％之间，得到冷轧板材。
[0026]作为上述方案的进一步改进，步骤5)中，所述时效处理的温度为160℃-190℃，所述时效处理的时长为6-14h。
[0027]作为上述方案的进一步改进，步骤5)中，所述时效处理的温度为170℃-180℃，所述时效处理的时长为12-18h。
[0028]在步骤3)采用三级均匀化工艺，能够有效地促进饱和基体析出，形成高度弥散分布含Cd元素的AlMnCr相，作为颗粒诱导再结晶的弥散相。
[0029]本专利技术所述的铝合金适合作为汽车结构件用铝合金或应用在其型材中。
[0030]本专利技术的有益效果是：
[0031]本专利技术提供了一种高强耐蚀的铝合金及其制备方法和应用，较现有技术而言，本
专利技术具有如下优越性：
[0032](1)本专利技术通过添加Cd元素，采用三级均匀化热处理工艺，Cd元素优先均匀化扩散，然后Mn、Cr元素以Cd原子团簇为形核位置，析出形成高度弥散分布的含Cd元素的AlMnCr相，可作为变形再结晶的形核质点，实现第二相颗粒诱导再结晶的晶粒细化；
[0033](2)本专利技术还提高了Mn元素的含量，一方面促进针对α-AlFeSi转变球状β-AlMnFeSi，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，按重量百分比计，包括如下组分：Mg 0.6-1.0％、Si 0.8-1.2％、Cu 0.1-0.3％、Mn 0.4-1.0％、Cr 0.15-0.35％、Cd 0.05-0.1％和Fe≤0.5％。2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，按重量百分比计，包括如下组分：Mg 0.7-0.9％、Si 1.0-1.2％、Cu(0.15-0.25):1％、Mn 0.6-0.9％、Cr 0.20-0.35％、Cd 0.05-0.1％和Fe≤0.5％。3.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，按重量百分比计，所述铝合金中杂质元素的含量≤0.15％。4.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，Mg与Si的质量比为(0.65-0.9):1，Cu与Si的质量比为(0.15-0.25):1。5.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，Cd与Cr的质量比为(0.15-0.25):1；Mn与Fe的质量比为(0.15-0.25):1。6.一种如权利要求1-5任一项所述的铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原料准备：称取所述的铝合金的配方含量的原料，备用；2)制备合金铸锭：将所述原料经熔炼、精炼和浇...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂宝华，陈东初，宋宇，凡头文，李媛媛，王志鹏，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：