[发明专利]一种高强度铝合金及其生产工艺和应用

权利要求书

1.一种高强度铝合金，其特征在于，以质量百分比计，包括Si 0.95-1.15％，Fe≤0.3％，Cu 0.4-0.5％，Mn 0.4-0.55％，Mg 0.85-1.1％，Cr 0.1-0.2％，Ti 0.01-0.1％，Zr≤0.05％，Zn≤0.25％，以及余量Al。

2.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金，其特征在于，以质量百分比计，包括Si1.07％，Fe 0.2％，Cu 0.42％，Mn 0.5％，Mg 0.94％，Cr 0.14％，Ti 0.034％，Zr 0.015％，Zn 0.001％，Al 96.68％。

3.根据权利要求1或2所述的一种高强度铝合金，其特征在于，Si与Mg形成的Mg₂Si含量占物质总质量的1.34-1.74％。

4.一种权利要求1-3任一项所述的高强度铝合金的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)备料：按质量百分比称取各组分原料以及回炉料备用，其中回炉料的添加量不超过装炉料总质量的70％；

(2)投炉熔化：将回炉料投入熔化炉内，待回炉料熔化后加入各组分原料；

(3)电磁搅拌：待原料全部熔化完成后进行电磁搅拌至混合均匀，得到铝液；

(4)精炼除气：按照装炉料总质量的1％添加精炼剂，精炼杆走S型路线，炉内精炼除气30min，完成后静置30min，扒渣；

(5)浇铸铝棒：扒渣完成后，开始油气滑铸造，浇铸温度设置为695-705℃，除气参数流量为60L/min，转速350转，且过滤箱顶端加热以保证铝水温度，采用双层过滤方式，前30目后50目，以铝添加量计，氢含量≤0.12ml/100g，浇铸时间70min；

(6)超声波探伤及均质：铝棒铸造完成后进行全水浸超声波探伤，将探伤合格的铝棒放入均质炉内进行均质化；

(7)切短棒：将铝棒切割成挤压所需的长度，对于超声波探伤不合格的铝棒，切短棒后重新短棒探伤，将有缺陷的位置剔除；

(8)车皮及挤压：短棒车皮，去除铸棒偏析层，再对铝棒进行加热、挤压、切料，性能检测合格后包装即可。

5.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金的生产工艺，其特征在于，步骤(3)中所述电磁搅拌的频率为0.5-0.85Hz，搅拌时间为45-75min，搅拌强度为65-85％，换向时间为180-300s。

6.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金的生产工艺，其特征在于，所述电磁搅拌之后还包括成分检测步骤：对经过步骤(3)处理后的铝液进行成分分析，用取样勺在炉内取出铝液，倒入模具内，待铝液凝固、冷却后，通过直读光谱仪进行检测，成分合格后进入精炼除气工序，若不合格则对成分进行调整。

7.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金的生产工艺，其特征在于，步骤(6)中所述超声波探伤设置16个检测点，棒转速为80-120rpm；所述均质化的温度为525-535℃，均质时间为7.5-8.5h，水冷180-240min。

8.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金的生产工艺，其特征在于，步骤(8)中所述加热是使得铝棒头、中、尾的温度分别为505℃、485℃、465℃；

所述挤压过程的参数设置如下：挤压模具预热至470℃，挤压筒预热至430℃，挤压速度10mm/s，墩粗压力≥80kg/cm²，压余30±5mm，空冷5-6m。

9.一种权利要求1-3任一项所述的高强度铝合金的应用，其特征在于，采用锻造工艺将所述铝合金制作成车用控制臂和转向节。

10.根据权利要求9所述的一种高强度铝合金的应用，其特征在于，锻造后的控制臂、转向节进行T6处理，采用分级方式固溶，第一阶段为500℃固溶处理30min；第二阶段为540℃固溶处理60min；时效参数为180℃×300min。