[发明专利]一种汽车防撞梁用高强7系铝合金及汽车防撞梁

说明书

本发明公开一种汽车防撞梁用高强7系铝合金及汽车防撞梁，通过调整铝棒合金成分及热处理工艺，有效抑制7系铝合金在自然时效过程中ZnMg自然时效原子团簇的形成。由于自然时效的团簇会阻碍位错运动导致强度升高，同时会缓慢析出部分强化相导致强度的上升；因而这种抑制能使得自然时效过程中7系铝合金的的硬度提升非常缓慢，降低7系铝合金的自然时效速度，减小停放效应，避免材料在是时效前硬度出现快速提升，同时又能保证材料在时效后达到足够强度。调整后的合金配方为：Si:≤0.05%，Fe:≤0.15%，Cu:0.2%~0.3%，Mn：0.15%~0.20%，Mg：1.4%～1.5%，Cr：≤0.05%，Zn：6.0%~6.3%，Zr：0.15%～0.20%，Sn：0.10%~0.15%，In：0.05%~0.10%，Ti：0.01%~0.03%，单个杂质≤0.05%，杂质合计≤0.15%，余量为Al。

技术领域

本发明涉及汽车用铝合金加工技术领域，尤其涉及一种汽车防撞梁用高强7系铝合金及汽车防撞梁。

背景技术

因为铝合金具备重量轻（钢铁的1/3）、不生锈不易腐蚀、易回收使用的特点，同时铝可以通过加工硬化或者热处理提高强度，从而实现高的强度-重量比；铝合金加工性能好，适合于铸造、挤压、冲压、锻造和机械加工等不同的生产工艺；铝合金也可以添加不同合金元素及通过热处理工艺，获得不同程度的强化；铝合金表面易于形成致密的氧化膜而耐蚀性能良好；铝合金还具有良好的导电性和导热性，且无磁性等特点；另外，铝合金具有非常优秀的可回收再生性。所以铝合金材料在船舶与交通轻量化的制造应用中开始逐步壮大发展。

特别在汽车轻量化领域，近90%的车用铝合金可以再生，同时实践表明汽车上每应用1kg的铝合金可以替代2kg的钢材。其中，7系铝合金在车用方面主要用于对强度要求高的防撞梁部件，可以很好地替代原来的钢铁结构，达到减重60%以上的效果，甚至相较6系铝合金也能达到20%以上的减重效果。汽车防撞梁部件一般要求配合汽车造型具备一定弧度，所以一般需要进行压弯或者拉弯加工。

在现有技术中，就7系铝合金的开发而言，大多着重于提升材料的强度。如公开号为CN 109355538 B的中国发明专利公开一种高强7系铝合金管材生产工艺，该工艺中作为必需合金元素的Zn与Mg一起形成时效析出物，Mg和Zn的金属间化合物，与Mg同时提高强度。最终制得的铝合金管材的抗拉强度＞470MPa、屈服强度＞430MPa。又如一篇公开号为CN109338185 A的中国发明专利申请公开一种高强7系铝合金型材制备方法，在时效热处理阶段采用回归再时效的方式达到峰值强度，晶内析出细小的部分共格相，弥散分布，晶界上仍为不连续的部分非共格析出相，使合金强度得到提升，最终达到铝合金型材强度、断裂韧性和抗腐蚀性的协同提高。该专利申请宣称的抗拉强度、屈服强度均高达600MPa以上。

然而，也是因为7系铝合金的高强度，导致自然时效快，如果停放超过一定时间就会导致弯曲变形弧度出现问题，甚至无法弯曲或者弯曲开裂，严重限制了现场的操作。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自然时效过程中的硬度提升速度慢、适合压弯加工的汽车防撞梁用高强7系铝合金型材。

本发明还提供一种利用上述铝合金型材制得的汽车防撞梁。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。