[发明专利]一种高强度铝合金螺栓材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度铝合金螺栓材料及其制备方法。该合金材料的化学成分组成如下：Si：0.8—1.5％，Fe：0.1‑0.5％；Cu：Cu：0.3‑0.8％；Mn：0.2—0.6％；Mg：0.8—1.4％；Zn：0.2％；Ti：0.10‑0.2％；Cr：0.6—1.0％；V：0.05‑0.2％；Ni：0.08‑0.5％；Mo：0.03‑0.2％；Al：余量。它主要解决上述铝合金材料室温强度，高温强度，耐应力腐蚀和耐高温性等不足，为其提供一种用于汽车具有耐应力腐蚀、耐高温的高强度铝合金螺栓的合金材料及其制备方法。特别提供了一种新的热处理工艺，解决合金强度不足，使合金抗拉强度达到520Mpa，并且超出了国外顶尖水平。

技术领域

本发明涉及一种高强度铝合金螺栓材料及其制备方法，特别是一种高强度铝合金材料能用于锻造、挤压和螺栓等领域。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车轻量化已经是发展趋势，发动机和变速箱的紧固件也需要轻量化，最好也从钢材改为铝合金。传统的铝合金材料6XXX系材料，可以通过锻造等工序制作螺栓，但是螺栓的抗拉强度380Mpa，无法满足高强度螺栓的强度和塑性要求。

现有6XXX系铝合金的耐热强度比钢差，可以通过热处理工艺的改善提高合金室温强度和高温强度，并且可以通过增加螺栓和产品的接触面积，增加螺栓的螺纹强度。

7XXXX系材料虽然在室温下高强度520Mpa，但其与6XXX系比较耐热性差，应力腐蚀严重，虽然可以通过热处理工艺来改善耐腐蚀性能，但是还是较差，需要进行阳极氧化处理，这样成本会提高，并且氧化膜脱落会出现应力腐蚀及晶间腐蚀。

汽车发动机和变速箱链接的螺栓是在复杂的交变应力，高温环境下工作，所有要求其具有高强度、耐高温、耐腐蚀等要求，为此寻找一种高强度耐高温的铝合金螺栓。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度铝合金螺栓材料及其制备方法，它主要解决上述现有铝合金材料室温强度，高温强度，耐应力腐蚀和耐高温性等不足，为其提供一种用于汽车具有耐应力腐蚀、耐高温的高强度铝合金螺栓的合金材料及其制备方法。特别提供了一种新的热处理工艺，解决合金强度不足，使合金抗拉强度达到520Mpa，并且超出了国外顶尖水平。

为实现上述发明目的，本发明是这样实现的：

一种高强度铝合金螺栓材料，其特征在于：该合金材料的化学成分组成如下：Si：0.8—1.5％，Fe：0.1-0.5％；Cu：Cu：0.3-0.8％；Mn：0.2—0.6％；Mg：0.8—1.4％；Zn：0.2％；Ti：0.10-0.2％；Cr：0.6—1.0％；V：0.05-0.2％；Ni：0.08-0.5％；Mo：0.03-0.2％；Al：余量。

一种高强度铝合金螺栓材料的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：

(1)按照如上所述的高强度铝合金螺栓材料进行组分配比和熔炼形成熔体；

(2)熔体转入静置炉后，用氮气和精炼剂进行精炼，精炼温度为720-750℃，时间为15-25分钟，精炼完后静置20-30分钟，通过此过程除气、除渣、净化熔体；熔铸时在铸模至炉口间有两道过滤板过滤，铸造前用14-30目玻璃纤维丝布过滤，充分滤去熔体中的氧化物、夹渣；

(3)将半连续铸锭随炉进行均匀化退火，均匀化温度：520-580℃，保温时间3-7小时，随炉冷却到420-450℃后进行空冷；能使相粒子弥散析出分布，控制弥散相粒子尺寸、数量和形态分布；

(4)然后将均匀化处理后的铝锭进行升温450-480℃进行挤压的棒材，然后再320-380℃进行拉丝成需要的直径；

(5)冷镦法兰，让后进行热处理工艺最后进行搓丝处理