【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金，具体涉及一种高强可焊抗疲劳铝合金型材及其制备方法和应用。
技术介绍
1、为了降低能耗、节约成本，实现可持续发展，结构轻量化是全球制造业重要发展方向之一。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，具有强度高、重量轻、散热性好、防腐性能好、使用寿命长、易于循环回收等优点，已被大量应用在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业等领域。其中al-mg-si合金作为一种可热处理强化铝合金，具有力学性能好、成形性好、耐腐蚀性好等优点，在挤压型材等领域得到了广泛应用。近年来，学者在开展al-mg-si合金体系中添加cu元素的研究中发现，它不仅可以提高合金材料峰值时效的力学性能，而且可以加快时效硬化率。
2、焊接是铝合金主要的连接方式之一，与其它连接方式相比，可以简化结构设计，节省工时提高工作效率，采用自动化机器人还可以减轻劳动强度。但是焊接作为高强度金属结构最有效的连接方式之一，在应用到铝合金材料时还存在一些问题。其中最主要的问题，铝合金导热快，焊接过程需要较高的热量输入，而高热量会导致热影响区内的材料不同程度的软化，从而降低结构材料的整体强度，由于al-mg-si合金是一种可热处理强化铝合金，这种软化影响更为严重。以上焊接问题的存在严重制约着高强al-mg-si合金材料在焊接结构场景的应用。
3、专利cn 105838943 b公布了一种al-mg-si铝合金及其型材的挤压方法，该专利合金成分中包含0.07～0.35％cr，但是cr元素会使合金淬火敏感性显著增加，从而使强度降低，不利于工
4、专利cn 103045918a公布了一种高焊接强度a1-mg-si合金及其型材制备方法。该专利所述合金的缺点在于力学性能有待提高，而且sc元素的价格比较昂贵，在工业生产中受到一定限制。而且，在制备工艺方面，该专利采用单级均匀化工艺545～565℃，无法充分发挥稀土元素的作用。
5、专利cn 115505796 a公布了一种高强可焊a1-si-mg-mn-sc-zr铝合金型材及其制备方法，该专利合金抗拉强度338～341mpa、屈服强度312～320mpa、焊接接头系数0.7左右，其综合力学性能和焊接接头系数均有待提高。
6、专利cn 110760723 a公布了一种铝镁硅铒锆合金及提高高温力学性能的制备工艺，该专利合金峰值时效的力学性能、时效硬化率、以及屈服强度均有待提高。
7、专利cn 112941377 b公布了一种含er铸造耐热al-si-cu-mg合金，该专利合金属于铸造铝合金，在性能方面，该专利合金的屈服强度较低，仅为231.5～315mpa。
8、专利cn 114058885 b公布了6xxx系铝合金板材及其制备方法和焊接方法，该专利合金cu元素含量太高，合金材料的焊接性能下降。同时，该专利合金成分中包含cr：0.1～0.25％，cr元素会使合金淬火敏感性显著增加，从而使强度降低，不利于工业生产。性能方面，该专利实施例中屈服强度、mig焊接系数均有待提高。
9、专利cn117010787b公开了一种铝合金型材及其制备方法和应用，该合金通过复合添加er和zr，并结合均匀化工艺制度，达到综合平衡强度、耐腐蚀性和疲劳强度的目的。但是，该合金没有对er元素和cu元素配比进行控制，同时该合金的焊接性能没有说明，而且其疲劳强度依然有待提高。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种高强可焊抗疲劳铝合金型材及其制备方法和应用，本专利技术具体包括以下内容：
2、本专利技术一方面提供了一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，包括：
3、s1，按以下组成配制原料：按重量百分比计，所述铝合金型材包括以下成分：0.7％≤si≤1.1％、fe≤0.4％、0.2％＜cu＜0.5％、0.3％＜mn≤0.8％、0.7％＜mg≤1.1％、0.05％≤er≤0.2％、0.05％≤zr≤0.2％，不可避免的杂质≤0.15％，余量为al；其中，cu与er的重量比1＜cu/er≤3；
4、s2，熔铸：将铝锭升温熔化，然后加入除铒、镁以外的其他中间合金，搅拌熔化；然后，调节温度至770-790℃，加入铝铒中间合金，搅拌1-5min后保温10-20min，重复上述搅拌和保温操作至少一次；接着，调节温度至730-750℃，加入镁锭，搅拌熔化，得到合金熔体；最后铸造得到铝合金铸锭；
5、s3，均热加热一体化热处理：将所述铝合金铸锭加热到340-360℃，保温8-12h；然后继续加热到550-560℃，保温8-32h；然后，随炉降温至480-550℃后直接进行热挤压；
6、s4，热挤压：控制模具温度为460-510℃、挤压筒内温度为390-450℃，将均热加热一体化热处理后的铝合金铸锭上模进行挤压；
7、s5，淬火：将挤压后的型材进行在线淬火，控制挤压出口入淬温度为480-550℃、出淬温度≤85℃；
8、s6，拉伸矫直：将淬火后的型材进行拉伸矫直；
9、s7，人工时效：控制淬火和人工时效之间的停放时间≤12h，采取单级时效制度，时效温度为160-200℃、时间为2-26h。
10、进一步地，步骤s2所述铝锭熔化温度为745-755℃；和/或，所述其他中间合金搅拌熔化温度为700-750℃。
11、进一步地，步骤s2还包括待镁锭搅拌熔化后进行取样分析，根据分析结果调整成分，待成分合格后精炼、扒渣、静置，然后调整熔体为730-750℃开始铸造。
12、进一步地，步骤s3中的加热升温速率为30-50℃/h。
13、进一步地，步骤s4控制挤压杆速度为2-5mm/s、挤压比为30-60。
14、进一步地，步骤s5所述淬火方式为风冷、水雾冷却或穿水冷却。
15、进一步地，步骤s6所述拉伸矫直量控制在0.5-2.0％。
16、本专利技术另一方面还提供了一种采用本专利技术所述的方法制备得到的高强可焊抗疲劳铝合金型材，其激光-电弧复合焊焊接系数≥0.8；在r＝-0.2、kt＝1、f＝10-200hz、循环次数1.0×107的测试条件下，其疲劳强度≥230mpa。
17、进一步地，其屈服强度≥365mpa、拉伸强度≥400mpa。
18、本专利技术又一方面还提供了一种所述的高强可焊抗疲劳铝合金型材在汽车、轨道交通、航空航天、船舶及海洋工程、建筑领域中的应用。
19、本专利技术的有益效果：
20、(1)本专利技术所述合金中同时添加cu、er，因为cu元素和er元素对al-mg-si合金体系具有有益作用，cu元素具有促进al-mg-si合金体系时效强化的有益作用；er元素和zr元素在均匀化过程中形成亚微米级/纳米级al3(zrxer1-x)复合析出相，具有直接导致析出强化并抑制挤压过程中再结晶形核及晶粒长大，促进人工时效时相析出，达到综合平衡强度、焊接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤S2所述铝锭熔化温度为745-755℃；和/或，所述其他中间合金搅拌熔化温度为700-750℃。
3.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤S2还包括待镁锭搅拌熔化后进行取样分析，根据分析结果调整成分，待成分合格后精炼、扒渣、静置，然后调整熔体为730-750℃开始铸造。
4.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤S3中的加热升温速率为30-50℃/h。
5.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤S4控制挤压杆速度为2-5mm/s、挤压比为30-60。
6.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤S5所述淬火方式为风冷、水雾冷却或穿水冷却。
7.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤
8.一种采用权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的高强可焊抗疲劳铝合金型材，其特征在于，其激光-电弧复合焊焊接系数≥0.8；在R＝-0.2、Kt＝1、f＝10-200Hz、循环次数1.0×107的测试条件下，其疲劳强度≥230MPa。
9.根据权利要求8所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材，其特征在于，其屈服强度≥365MPa、拉伸强度≥400MPa。
10.一种权利要求8或9任一项所述的高强可焊抗疲劳铝合金型材在汽车、轨道交通、航空航天、船舶及海洋工程、建筑领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤s2所述铝锭熔化温度为745-755℃；和/或，所述其他中间合金搅拌熔化温度为700-750℃。
3.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤s2还包括待镁锭搅拌熔化后进行取样分析，根据分析结果调整成分，待成分合格后精炼、扒渣、静置，然后调整熔体为730-750℃开始铸造。
4.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤s3中的加热升温速率为30-50℃/h。
5.根据权利要求1所述的一种高强可焊抗疲劳铝合金型材的制备方法，其特征在于，步骤s4控制挤压杆速度为2-5mm/s、挤压比为30-60。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘贞山，史晓成，赵丕植，付裕，李秀磊，宋小雨，金超宇，沈巍，任思蒙，徐志强，刘庆永，胡国强，牛关梅，
申请(专利权)人：中铝材料应用研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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