[发明专利]一种汽车防撞梁用铝合金及其产品制造方法

说明书

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，尤其涉及一种汽车防撞梁用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金及其产品制造方法。

背景技术

铝合金是以铝为基体元素，加入一种或多种合金元素组成的合金。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。目前汽车防撞梁用的铝合金挤压材传统上多采用6061、6082、6351铝合金挤压材或7003、7005(7N01)、7021、7029铝合金挤压材制作，前3种铝合金材料的抗拉强度属于300MPa级，其屈服强度和断后伸长率约为250MPa和8%；后4种合金材料的抗拉强度属于350MPa级，屈服强度和断后伸长率分别为290MPa和8%。

随着我国在车辆安全方面的法规不断完善及人们对汽车行驶安全性的认识不断提高，现今对汽车防撞梁铝合金材料的性能提出了更高的要求，规定其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率必须分别达到420MPa、390～420MPa和10%。防撞梁是为了保证车辆在低速碰撞的时候不至于发生过多的形变，损伤过度,但如果防撞梁的结构强度远远超过车体自身强度的话，撞击力量就会直接传递到车身，这样即使防撞梁没有明显损坏而车体却已经遭受损伤了。因此，对防撞梁的性能要求既不能太硬，也不能太软，硬度需要与车身设计相匹配，以达到低速抗撞击、高速吸能的目的。而现有的铝合金性能难以满足此需求，因而开发一种能够满足新要求的汽车防撞梁用的铝合金具有重要的意义。

发明内容

为克服现有技术的不足及存在的问题，本发明提供一种汽车防撞梁用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金及其产品制造方法，以在7003合金的基础上，提供一种配方设计更为合理，强度性能指标更高，韧性更好，更符合汽车防撞吸能要求且保留7003合金低淬火敏感性特点的铝合金挤压材料，可用于生产高性能的汽车防撞梁。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种汽车防撞梁用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，该铝合金的成分及其质量百分比为：

Zn：6.50%～6.80%；Mg：0.90%～1.10%；Cu：0.2～0.30%； Zr：0.15%～0.20%； Mn：0.10%～0.15%；Ti：0.01～0.02%；Cr：≤0.05%；Fe：≤0.25%；Si：≤0.20%；余量为Al。

本发明还保护一种铝合金产品制造方法，所述铝合金产品可为汽车防撞梁，该方法包括以下步骤：

A、浇注熔融合金铸造铸锭，所述合金的成分及其质量百分比为：Zn：6.50%～6.80%；Mg：0.90%～1.10%；Cu：0.2～0.30%； Zr：0.15%～0.20%； Mn：0.10%～0.15%；Ti：0.01～0.02%；Cr：≤0.05%；Fe：≤0.25%；Si：≤0.20%；余量为Al；

B、将铸造的铸锭进行均匀化加热，加热温度为450～470℃，保温时间为7～9h，然后出炉空冷至室温；

C、将铸锭按所需长度锯切成挤压锭坯，送入感应炉加热至400～440℃后，以4～5mm/s的挤压速度进行挤压，挤压出口温度为460～480℃；

D、将已淬火的铝合金产品拉伸矫直，停放8～12小时后，进行双级时效处理。

优选地，在步骤C中，采用在线风冷淬火或者在线水雾淬火进行挤压成型。

优选地，在步骤D中，按照1%～1.5%的变形量对已淬火的铝合金产品进行拉伸矫直。

优选地，在步骤D中，所述双级时效处理包括：

D1、进行温度为90～110℃的预时效处理，保温时间为5.5～6.5小时；

D2、进行温度为140～160℃的终时效处理，保温时间为7.5～8.5小时。

与现有技术比较，本发明的铝合金及利用其制造的汽车防撞梁的抗拉强度可达到420MPa以上，比传统采用的6061、6082等合金提高约40%，而比传统采用的7003、7005等合金提高约20%；其屈服强度可稳定的控制在390～420MPa之间，比传统采用的6061、6082等合金提高约56%，而比传统采用的7003、7005等合金提高约34%；其断后伸长率大于10%，比传统采用的6061、6082、7003、7005等合金提高约25%；由所述铝合金生产的挤压型材，呈非再结晶纤维组织状态，其可焊性(抗焊接裂纹倾向性)及耐蚀性(抗应力腐蚀裂纹性)均比原有采用的合金系统有不同程度的提高；保持了原7003合金的低淬火敏感性和淬透性的特点，可采用在线直接风冷或直接水雾淬火批量生产，生产成本低廉。

附图说明