【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金板材，涉及高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺及其应用。
技术介绍
1、随着对环保和节能要求的日益严格，市场对汽车制造材料性能的要求不断提高，铝合金由于其低密度的特性，成为汽车轻量化的理想材料选择。
2、传统的铝合金主要通过热处理使合金在基体中形成强化相，从而显著提高铝合金的强度、硬度等性能，然而热处理过程需要较高的能源消耗和较长的时间，且对于某些复杂形状的汽车部件制造中，热处理过程中材料内部的组织和应力状态会发生变化，这种变化难以均匀分布，从而容易产生局部应力集中，导致部件变形；此外，有些铝合金的延伸率和抗疲劳性能不足以应对车辆在各种复杂路况下进程承受动态载荷和频繁的碰撞，在强受力或者长期反复受力的情况下容易出现断裂情况，影响车辆的外观、使用寿命以及乘车人员的人身安全。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺及其应用，本专利技术通过特定工艺和成分制备铝合金板材，锰、镁等元素与稀土元素相互作用提高合金强度和韧性、抗疲劳性能等；且制备过程中使用处理液引入负载乙丙橡胶粒子的氧化铝，借助超声处理使处理液成分均匀分散，在铸锭表面接触形成多层防护，进一步提高合金强度和抗疲劳性能。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，所述制备工艺包含如下步骤：
4、（1）备好原料后，在熔炼炉中熔化、搅拌、精炼、保温，倒入模具中铸造，得到铸锭；
5、（
6、（3）将冷却后的铸锭喷砂后预热，浸渍在处理液中，超声处理，去离子水冲洗3次，得到处理后的铸锭；
7、（4）将处理后的铸锭进行铣面、热轧，得到板材，降至室温后冷轧、拉伸，得到高延伸抗疲劳铝合金板材。
8、进一步地，步骤（1）所述原料按重量百分比计，包括3-5wt%镁、0.63-0.68wt%锰、0.18-0.24wt%铁、0.12-0.2wt%硅、0.05-0.5wt%钪、0.5-1.2wt%镱和余量的铝。
9、进一步地，步骤（1）所述熔化温度为745-765℃；所述精炼选用的精炼剂为质量为原料总质量的0.1-0.26wt%的六氯乙烷，精炼的同时通入氩气除气，通气时间为10-30min；所述保温的温度和时间分别为720-730℃和20-30min；所述铸造温度为700-720℃。
10、进一步地，步骤（2）所述均匀化处理是指将铸锭放入热处理炉中，以5-10℃/min的速度升温至500-550℃，保持温度不变处理10-14h，得到均匀化处理后的铸锭；所述随炉冷却的冷却速度控制在5-10℃/min。
11、进一步地，步骤（3）所述处理液的制备步骤为：
12、将钼酸钠和苯并三氮唑加入到去离子水中，以400-500rmp转速搅拌40-50min，再加入平均粒径为40-60nm的改性氧化铝，提升转速至600-800rmp，搅拌1-2h，再加入聚乙烯醇和op-10，持续搅拌30-40min，设置超声功率为100-200w、超声频率为10-30khz，超声20-30min，过0.22μm滤膜得到处理液。
13、进一步地，按重量份计，所述处理液中的钼酸钠、苯并三氮唑、平均粒径为40-60nm的改性氧化铝、聚乙烯醇、op-10和去离子水的比值为0.4-0.6:0.25-0.35:0.8-1.3:0.042-0.054:0.1-0.2:18-24。
14、进一步地，所述改性氧化铝为负载乙丙橡胶粒子的氧化铝，所述负载乙丙橡胶粒子的氧化铝的制备步骤为：
15、a1、往质量浓度为0.4-0.6mol/l的硝酸铝溶液中滴加质量浓度为15-25wt%的氨水调节ph至8.5-9.5，搅拌至沉淀生成，得到前驱体溶液；
16、a2、将聚苯乙烯微球和乙醇混合得到质量浓度为8-12%的聚苯乙烯微球溶液，将聚苯乙烯微球溶液和前驱体溶液按照1:1的体积比混合后，搅拌1-3h，所得混合溶液于80℃烘箱中干燥6-12h，再于450-550℃马弗炉中处理2-4h，得到介孔氧化铝；
17、a3、将1.2-3重量份的介孔氧化铝和6-12重量份的无水乙醇混合后，加入0.3-0.7重量份的平均粒径为20-40nm的乙丙橡胶粒子，设置超声功率为300-500w，超声频率为50-60khz，超声20-40min，再搅拌1-2h，无水乙醇洗涤后抽提72h，干燥，得到负载乙丙橡胶粒子的氧化铝。
18、进一步地，步骤（3）所述喷砂处理的压力为0.2-0.4mpa；所述预热处理的温度为50-80℃；所述超声处理的参数为：超声功率为200-400w，超声频率为25-35khz，超声温度为38-42℃，超声时间为15-35min。
19、进一步地，步骤（4）所述铣面深度控制在2-3mm；所述热轧步骤即将铣面后的铸锭加热至370-420℃，控制热轧下压量为每次12-14%，共进行4-8道次，每道次的热轧时间为0.5-1.5min，热轧速度为8-9m/min；所述冷轧采用的是四辊冷轧机，轧辊的表面硬度为hrc60，控制冷轧下压量为每次8-9%，共进行3-5道次，每道次的冷轧时间为1.5-2.5min，冷轧速度控制在4-4.4m/min；所述拉伸步骤的参数为：拉伸温度为175-195℃，拉伸速度为1.5-1.7mm/min。
20、进一步地，所述铝合金板材应用于汽车车门、汽车引擎盖以及汽车前后翼子板。
21、本专利技术的有益效果：
22、（1）本专利技术通过特定的工艺、成分制备出一种铝合金板材，其中的锰、镁等元素和稀土元素相互作用，形成金属间化合物，进一步提高了合金的强度和韧性，同时细化晶粒减少晶界应力集中，提高了合金的抗疲劳性能。
23、（2）本专利技术在制备过程中使用了处理液，引入了负载乙丙橡胶粒子的氧化铝填充在铸锭表面，乙丙橡胶粒子具有良好的弹性和韧性，在合金受到外力作用时发生变形，吸收部分能量，从而减轻应力集中，减少疲劳裂纹的产生和扩展，提高合金的韧性和抗疲劳性能；氧化铝本身硬度较高，可以沉积在铸锭表面，形成物理屏障，且钼酸钠中的钼离子在铸锭表面与空气中的氧气发生反应，形成一层致密的钼氧化物薄膜，苯并三氮唑分子可以与铝合金表面的金属离子形成稳定的络合物，吸附在铸锭表面；同时借助超声处理，均匀分散的处理液成分能够更好地与铸锭表面接触，从而形成多层防护，进一步提高合金强度，从而提高合金的抗疲劳性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（1）所述原料按重量百分比计，包括3-5wt%镁、0.63-0.68wt%锰、0.18-0.24wt%铁、0.12-0.2wt%硅、0.05-0.5wt%钪、0.5-1.2wt%镱和余量的铝。
3.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（1）所述熔化温度为745-765℃；所述精炼选用的精炼剂为质量为原料总质量的0.1-0.26wt%的六氯乙烷，精炼的同时通入氩气除气，通气时间为10-30min；所述保温的温度和时间分别为720-730℃和20-30min；所述铸造温度为700-720℃。
4.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（2）所述均匀化处理是指将铸锭放入热处理炉中，以5-10℃/min的速度升温至500-550℃，保持温度不变处理10-14h，得到均匀化处理后的铸锭；所述随炉冷却的冷却速度控制在5-10℃/min。>
5.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（3）所述处理液的制备步骤为：
6.根据权利要求5所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：按重量份计，所述处理液中的钼酸钠、苯并三氮唑、平均粒径为40-60nm的改性氧化铝、聚乙烯醇、OP-10和去离子水的比值为0.4-0.6:0.25-0.35:0.8-1.3:0.042-0.054:0.1-0.2:18-24。
7.根据权利要求6所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：所述改性氧化铝为负载乙丙橡胶粒子的氧化铝，所述负载乙丙橡胶粒子的氧化铝的制备步骤为：
8.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（3）所述喷砂处理的压力为0.2-0.4MPa；所述预热处理的温度为50-80℃；所述超声处理的参数为：超声功率为200-400W，超声频率为25-35kHz，超声温度为38-42℃，超声时间为15-35min。
9.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（4）所述铣面深度控制在2-3mm；所述热轧步骤即将铣面后的铸锭加热至370-420℃，控制热轧下压量为每次12-14%，共进行4-8道次，每道次的热轧时间为0.5-1.5min，热轧速度为8-9m/min；所述冷轧采用的是四辊冷轧机，轧辊的表面硬度为HRC60，控制冷轧下压量为每次8-9%，共进行3-5道次，每道次的冷轧时间为1.5-2.5min，冷轧速度控制在4-4.4m/min；所述拉伸步骤的参数为：拉伸温度为175-195℃，拉伸速度为1.5-1.7mm/min。
10.如权利要求1-9所述的高延伸抗疲劳铝合金板材，其特征在于，所述铝合金板材应用于汽车车门、汽车引擎盖以及汽车前后翼子板。
...【技术特征摘要】
1.高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（1）所述原料按重量百分比计，包括3-5wt%镁、0.63-0.68wt%锰、0.18-0.24wt%铁、0.12-0.2wt%硅、0.05-0.5wt%钪、0.5-1.2wt%镱和余量的铝。
3.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（1）所述熔化温度为745-765℃；所述精炼选用的精炼剂为质量为原料总质量的0.1-0.26wt%的六氯乙烷，精炼的同时通入氩气除气，通气时间为10-30min；所述保温的温度和时间分别为720-730℃和20-30min；所述铸造温度为700-720℃。
4.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（2）所述均匀化处理是指将铸锭放入热处理炉中，以5-10℃/min的速度升温至500-550℃，保持温度不变处理10-14h，得到均匀化处理后的铸锭；所述随炉冷却的冷却速度控制在5-10℃/min。
5.根据权利要求1所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：步骤（3）所述处理液的制备步骤为：
6.根据权利要求5所述的高延伸抗疲劳铝合金板材的制备工艺，其特征在于：按重量份计，所述处理液中的钼酸钠、苯并三氮唑、平均粒径为40-60nm的改性氧化铝、聚乙烯醇、op-10...
【专利技术属性】
技术研发人员：许木生，薛宏武，赵永，邹素平，王元龙，朱寅生，
申请(专利权)人：广东红荔枝新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。