[发明专利]一种压溃性能优良的铝合金生产工艺

说明书

本发明提供一种压溃性能优良的铝合金型材生产工艺，从铝合金充分固溶的角度出发，发现型材内尺寸≤5μm的强化相占比与铝型材综合性能的正向关系，利用快速加热技术与瞬时淬火冷却技术以提高上述强化相占比，实现一种高度弥散的二次沉淀析出相结构，使铝合金的各处组织均匀一致，最终在保证机械强度的同时显著提高铝型材的压溃性能。利用本工艺生产出的铝合金型材具有优秀的综合性能，能够满足在汽车被动安全系统当中的应用。

技术领域

本发明涉及一种铝合金生产工艺，特别是一种压溃性能优良的Mg-Si-Al合金的生产工艺。

背景技术

在新能源汽车制造领域，轻量化是当前的研发热点，而铝合金材料可以大大减轻汽车车身的重量。车用铝合金有2系、5系、6系、7系铝合金，其中6系铝合金为可热处理强化铝合金，主要包含Mg和Si两种合金元素，并形成Mg₂Si相，耐蚀性高，无应力腐蚀破裂倾向，焊接性能良好、成形性高、工艺性能良好等优点，具备较高的强度与成型性，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用，6082、6063、6060等均是现有技术中车身铝材的常见选择。

传统6系车身铝材的选择一般需要满足240Mpa的高屈服强度指标，随着各汽车生产厂家对安全性能要求的提高，对车身铝材的屈服强度指标提高至280Mpa。但是一昧地提高铝材的机械性能有可能会降低铝材的其他性能，如铝合金的压溃吸能能力，现有技术中的6系铝材很难同时满足屈服强度280Mpa与较好的压溃效果。目前越来越多的汽车生产厂家开始采用综合指标来评价车身铝材的性能，包含零件尺寸公差、机械性能、压溃性能、耐腐蚀性及热稳定性等各项指标，上述指标的提出对合金铝材的制备工艺提出了巨大挑战。

针对上述技术背景，国内多家企业尝试改进合金成分与合金制备工艺，以提高制备铝材综合性能。如申请号202110462985.X的中国专利公开了一种6系铝合金型材，添加Cu增加合金强度，增加Mn和Cr细化晶粒以利于合金的溃变成型，同时对加工工艺进行改进，使最终的型材达到较强的综合性能；申请号201911314860.1的中国专利公开了一种6005A铝合金，通过调整Mg、Si、Fe、Cu、Mn等元素的成分配比，以第二相的生成抑制粗晶组织的产生，最终改善铝材的综合性能。上述两件专利申请代表了现有技术中企业的研发思路，均是从生成一种晶粒组织或者改善晶粒度的角度考虑。

由于合金的微观组织无法得到精细的控制，材料得不到充分的固溶，致使组织无法实现均匀一致的理化性能，在遇到拉伸、弯曲、折叠等工况就会出现局部碎裂，无法达到保护乘车人员安全的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压溃性能优良的铝合金生产工艺，依照该生产工艺制备的铝合金型材在满足屈服强度的基础上具有优良的压溃性能。该种铝合金各组成成分以重量计范围如下：0.7-1.3Si，0.5Fe，0.2Cu，0.4-1.0Mn，0.6-1.2Mg，0.25Cr，0.2Zn，0.1Ti，0.05V，0.05Zr，以及不可避免的杂质，余量为Al，铝合金型材的生产工艺包括如下步骤：

S1.将具有上述成分的铝合金铸坯依次经过熔炼、铸造、均质化，获得具有该成分组成的铝合金铸棒；

S2.将铝合金铸棒于500-530℃加热，加热速率为120-190℃/min；

S3.对加热后的铸棒进行型材挤压；

S4.将挤压后的铝型材进行淬火冷却处理，淬火冷却速率为100-160℃/s；

S5.将淬火后的铝型材于200-210℃时效4-6h。

优选的铝合金成分以重量计范围如下：0.7-1.1Si，0.3Fe，0.1Cu，0.4-0.7Mn，0.6-0.8Mg， 0.2Cr，0.1Zn，0.1Ti，0.05V，0.05Zr，以及不可避免的杂质，余量为Al。

优选地，S4步骤处理后的铝合金型材经金相显微镜检测，≤5μm的合金强化相占据析出相整体的比例≥95％。