一种高强耐蚀Al-Zn-Mg铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供的高强耐蚀Al

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐蚀Al
‑
Zn
‑
Mg铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金
，涉及一种高强耐蚀Al
‑
Zn
‑
Mg铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着环境问题的日趋严重，节能减排、轻量化是汽车制造业实现绿色环保的重要手段。以铝代钢是促进汽车轻量化的重要方式，随着轻量化的深入以及对汽车安全性的高要求，7xxx铝合金以其高强度的特性逐渐取代部分6xxx铝合金，渐渐开始在汽车防撞单元中得到应用和推广。目前汽车领域常用的7xxx铝合金屈服强度在250～400MPa，当屈服强度过高(≥400MPa)时，合金应力腐蚀性能变差，应用中存在应力腐蚀开裂的风险。如目前关于汽车用7xxx铝型材的典型专利：中国专利CN106319308B，其主要针对7xxx铝型材的压溃吸能性能，且屈服强度在260
‑
300MPa，双级时效，缺点：强度水平低(未对6xxx铝合金有压倒性优势)，未涉及抗应力腐蚀性能；美国专利US8105449，其主要针对7xxx铝型材的压溃吸能性能，且屈服强度在370
‑
450MPa，双级时效，缺点：当屈服强度＞450MPa时，其抗应力腐蚀性能无法满足主机厂≥1000h不开裂的要求。日本专利JP5344855B公开的7xxx铝型材，且屈服强度在281
‑
476MPa，双级时效，缺点：当屈服强度＞450MPa时，其抗应力腐蚀性能无法满足要求。
[0003]因此，在保持7xxx铝合金高强度的基础上解决应力腐蚀问题是一个亟需解决的难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种Al
‑
Zn
‑
Mg铝合金，其具有优异的屈服强度及耐腐蚀性能。
[0005]本专利技术的一个目的通过以下技术方案实现：一种高强耐蚀Al
‑
Zn
‑
Mg铝合金，包括以下质量百分比成分：
[0006]4.10≤Zn/Mg≤5.40；
[0007]12wt％≤4Mg+Zn≤14.5wt％；
[0008]Fe≤0.20wt％；
[0009]Si≤0.10wt％；
[0010]Cu≤0.30wt％；
[0011]Mn≤0.10wt％；
[0012]Cr≤0.10wt％；
[0013]Ti≤0.10wt％；
[0014]Zr：0.10～0.25wt％；
[0015]其余为不可避免的杂质元素和Al；
[0016]所述杂质元素单个含量≤0.05wt％，合计≤0.15wt％。
[0017]作为优选，Zn和Mg含量满足：
[0018]4.10≤Zn/Mg≤4.65，
[0019]12wt％≤4Mg+Zn≤14.0wt％。
[0020]作为优选，Cu的含量为0.1～0.25wt％。
[0021]作为优选，Mn含量为0.02～0.08wt％。
[0022]作为优选，Cr含量为0～0.05wt％。
[0023]作为优选，Ti含量为0.01～0.05wt％。
[0024]作为优选，Zr含量为0.15～0.22wt％。
[0025]本专利技术的另一个目的通过以下技术方案实现：所述高强耐蚀Al
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Zn
‑
Mg铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0026](1)熔铸：将铝锭、中间合金锭按合金成分的质量百分比进行配料，置入熔炉，在720～780℃温度范围内进行熔炼；对熔体进行精炼、除气和除渣后，在680℃～730℃熔体温度下经半连续铸造成圆铸锭；
[0027](2)将圆铸锭切头去尾后在450～530℃保温4～10h，然后冷却至室温；
[0028](3)将步骤(2)处理的圆铸锭预热至400～520℃温度，然后进行挤出、水冷至室温；
[0029](4)将冷却后的铝合金型材在时效炉中进行T5或T7处理。
[0030]作为优选，所述T5处理步骤为：90～110℃
×
6～10h+145～155℃
×
3～5h。
[0031]作为优选，所述T7处理步骤为：90～110℃
×
6～10h+145～155℃
×
8～10h。
[0032]本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果：
[0033](1)本专利技术的Al
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Zn
‑
Mg铝合金中，控制Mg和Zn的含量满足以下条件：4Mg+Zn总含量为12～14.5％，Zn/Mg质量比为4.1～5.4，获得铝合金具有较好的屈服强度及抗应力腐蚀开裂性能。
[0034](2)本专利技术的Al
‑
Zn
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Mg铝合金中，进一步控制Mg和Zn的含量满足以下条件：4Mg+Zn总含量为12～14％，Zn/Mg质量比为4.1～4.65，获得铝合金具有更优异的屈服强度及抗应力腐蚀开裂性能。
[0035](3)本专利技术的Al
‑
Zn
‑
Mg铝合金中，再进一步将Zn和Mg含量限定在Mg
‑
Zn坐标图中坐标点A1、A2、A3、A4直线围成的多边形范围内，其中以wt％计：A1＝1.40Mg，6.50Zn；A2＝1.55Mg，7.10Zn；A3＝1.59Mg，6.85Zn；A4＝1.55Mg，6.40Zn；进一步提高铝合金的产品性能，扩大应用范围和生产效率。
[0036](4)本专利技术的Al
‑
Zn
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Mg铝合金中，Mn/Cr/Zr能和Al形成亚微米级的弥散析出相，这些析出相可以有效地抑制再结晶，降低挤压型材表面粗晶层的厚度，因此本专利技术控制Cr含量为0～0.05wt％、Mn含量为0.02～0.08wt％、Zr含量为0.15～0.22wt％，可有效提高合金的SCC性能及屈服强度。
附图说明
[0037]图1为Mg和Zn对Al
‑
Zn
‑
Mg合金屈服强度的影响(Zn/Mg质量比＞4.1)；
[0038]图2为本专利技术的Mg、Zn成分坐标图。
具体实施方式
[0039]在下文中，针对本专利技术的高强耐蚀Al
‑
Zn
‑
Mg铝合金及其制备方法，作进一步描述
说明，但并不构成对本专利技术的限制。
[0040]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝合金包括以下质量百分比成分：
[0041]4.10≤Zn/Mg≤5.40；
[0042]12wt％≤4Mg+Zn≤14.5wt％；
[0043]Fe≤0.20wt％；
[0044]Si≤0.10wt％；
[0045]Cu≤0.30wt％；
[0046]Mn≤0.10wt％；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强耐蚀Al
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Zn
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Mg铝合金，其特征在于，所述铝合金包括以下质量百分比成分：4.10≤Zn/Mg≤5.40；12wt％≤4Mg+Zn≤14.5wt％；Fe≤0.20wt％；Si≤0.10wt％；Cu≤0.30wt％；Mn≤0.10wt％；Cr≤0.10wt％；Ti≤0.10wt％；Zr：0.10～0.25wt％；其余为不可避免的杂质元素和Al；所述杂质元素单个含量≤0.05wt％，合计≤0.15wt％。2.根据权利要求1所述的高强耐蚀Al
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Zn
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Mg铝合金，其特征在于，Zn和Mg含量满足：4.10≤Zn/Mg≤4.65，12wt％≤4Mg+Zn≤14.0wt％。3.根据权利要求1或2所述的高强耐蚀Al
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Zn
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Mg铝合金，其特征在于，Cu的含量为0.1～0.25wt％。4.根据权利要求1或2所述的高强耐蚀Al
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Zn
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Mg铝合金，其特征在于，Mn含量为0.02～0.08wt％。5.根据权利要求1或2所述的高强耐蚀Al
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Zn
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Mg铝合金，其特征在于，Cr含量为0～0.05wt％。6.根据权利要求1或2所述的高强耐蚀Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瓶，刘灿威，冉青荣，李建平，宋晋华，蒋海春，闫豪，董善举，
申请(专利权)人：宁波信泰机械有限公司，
类型：发明
国别省市：