[发明专利]一种高压溃性能的铝合金及其型材制备方法

说明书

本发明提供了一种高压溃性能的铝合金及其型材制备方法，合金成分主要包括以下质量百分比的元素：Fe 0.10～0.35％、Si 0.50～1.4％、Cu＜0.35％、Mn 0.03～0.8％、Mg 0.40～1.2％、Cr 0.05～0.30％、Zn＜0.10％、Ti＜0.10％、V＜0.15％，其中，Mn元素和Cr元素需同时进行添加，且Mn+Cr≥0.15％，余量为铝和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个含量＜0.05％，总量＜0.15％。通过对合金成分、均匀化工艺及挤压工艺的控制使本发明制备的铝型材内部保持纤维状的形变组织或细小的完全再结晶组织，通过对时效工艺的控制使析出相粒子与位错运动由切过机制向切过+绕过混合机制过渡，在提升型材强度的同时提高材料的塑性变形能力，能有效解决强度与压溃性能存在相互矛盾性。

技术领域

本发明涉及金属制备领域，具体而言，涉及一种高压溃性能的铝合金及其型材制备方法。

背景技术

在节能减排的大背景下，汽车领域对轻量化产生了迫切的需求。铝合金凭借密度低、比刚度高、易冷/热成型、易焊接、耐腐蚀、可表面处理以及易回收等特点在汽车零部件上得到了广泛的应用，如行李架、仪表盘、轮毂、发动机舱体、电池包壳体、防撞安全件以及车身覆盖件等。其中对于安全碰撞件型材，其需要具备良好的压溃性能以防止汽车在发生低速碰撞时吸收外界对汽车的冲击功，以保护司乘人员的安全。特别的，对于以电池为动力的新能源汽车还需防止外力对电池包的伤害，避免电池被挤压后发生起火等二次伤害。因此对于汽车防撞安全碰撞件有非常高的性能要求，特别是压溃性能。由于制造成本等问题，目前安全碰撞件大部分仍采用钢材，虽然铝合金型材为小部分，但其占比在逐渐扩大。与传统的钢材相比，铝合金型材制作而成的安全碰撞件其压溃性能得到了明显的提升。但是在其制备过程中高的强度往往对应低的折叠效果，高的折叠效果往往对应低的强度，强度与压溃性能存在相互矛盾的过程，导致在目前生产制造过程中往往会牺牲其中一个指标的部分性能，因此，制备一种具有高压溃性能以及具有一定强度要求的铝合金具有显著的意义。

经过申请人海量检索，发现现有技术中的铝合金的制备方案如专利号为CN102373390A公开了一种铝合金铸棒均匀化工艺，铝合金铸棒置入功率为800kw的箱式电阻均匀化炉内进行均匀化处理。又如专利号为CN103572027A公开了一种铝合金铸棒均匀化和铸棒加热同步处理装置与方法。上述专利在保证良好的压铸成形性能的前提下，实现较佳的力学性能导热性能，但是不能解决强度与压溃性能存在相互矛盾性。

综上所述，现有技术中的铝合金的制备过程中任然存在亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种高压溃性能的铝合金及其型材制备方法以解决所述问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高压溃性能的铝合金型材，包括铝主体和掺杂元素，所述掺杂元素包括占所述铝合金质量百分比的以下元素：Fe 0.10～0.35％、Si 0.50～1.4％、Cu＜0.35％、Mn0.03～0.8％、Mg 0.40～1.2％、Cr 0.05～0.30％、Zn＜0.10％、Ti＜0.10％、V＜0.15％，其中，Mn元素和Cr元素需同时进行添加，且Mn+Cr≥0.15％，余量为铝和不可避免的其它杂质，不可避免的其它杂质单个含量＜0.05％，总量＜0.15％。

另外，本发明还提供一种高压溃性能的铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将铝加入到熔炼炉内，制备Al基金属熔体；

步骤二：往Al基金属熔体中依次加入铝铁合金、速溶硅、纯铜、镁锭，形成混合金属熔体A；

步骤三：往混合熔体A中依次加入锌铸锭、铝钛合金、铝钒合金并搅拌熔化形成混合金属熔体B；

步骤四：保持熔炼炉内温度，往混合熔体B中添加锰添加剂和铬添加剂，形成混合金属熔体C；