[发明专利]Al-Mg-Si系合金的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于合金领域，涉及一种满足铝制汽车保险杠吸能盒压溃测试的热处理工艺，具体为Al-Mg-Si系合金的热处理工艺。

背景技术

汽车轻量化发展，铝合金因其具有强度适中、质量轻，易成型等特点，广泛适用于汽车轻量化设计；Al-Mg-Si系合金可通过热处理工艺的改变，取得合适的强度，保持一定的冲击韧性；Al-Mg-Si系合金时效强化原理主要为α（Al基过饱和固溶体）→GP区→β”→β’→β,其变化过程及其复杂，研究证明时效温度对其时效析出强化相的形状和大小有决定性影响。铝制汽车保险杠吸能盒部分产品测试要求在挤压方向上压缩变形，变形程度为45%×成品长度（290毫米），产品开裂倾向满足标准DBL4919-2009。经研究吸能盒产品在延挤压方向压缩时，铝基体中的大块度杂质相和强化相均会成为应力集中点，在变形过程中易形成裂纹倾向，造成产品开裂。

发明内容

本发明提供了一种铝制汽车保险杠吸能盒材料在保证强度情况下，满足压溃测试的Al-Mg-Si系合金的热处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明Al-Mg-Si系合金的热处理工艺，包括如下步骤：第一步，铝棒熔炼；第二步，精炼；第三步，时效。

所述第二步中精炼的时间为30分钟。所述第三步中时效的温度为170℃，时长为4小时。

本发明Al-Mg-Si系合金的热处理工艺通过对铝液熔铸过程控制，减小铝棒中杂质相数量和尺寸大小。具体工艺为增加一道精炼工序，同时适当延长精炼时间，所制铝棒经均匀化后经放大100倍观察，难容杂质相所占视场面积＜0.5%；通过改变时效热处理工艺，使材料时效强化相以β”相为主，控制针状的β’形成数量，从而使铝基体中杂质相和强化相控制在一定尺寸范围内，减小应力集中效应。具体参数为产品时效后组织在100倍视场内观察无针状强化相，为此采用低温时效，控制β’相的形成。改进后的工艺所生产产品均能通过压溃测试，同时强度和韧性均合格。吸能盒产品后续经撞车测试完全合格。

附图说明

图1为本发明Al-Mg-Si系合金的热处理工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明Al-Mg-Si系合金的热处理工艺作进一步详细说明。

如图1所示，本发明Al-Mg-Si系合金的热处理工艺，包括如下步骤：第一步，铝棒熔炼；第二步，精炼；第三步，时效。

第二步中精炼的时间为30分钟。第三步中时效的温度为170℃，时长为4小时。

具体试验步骤：

1.铝棒熔炼过程中增加一道精炼工序，将原工艺时单道精炼工序时间20分钟延长至30分钟；

2.铝棒均匀化后高倍检测组织内的杂质相数量和形状符合要求；

3.用此铝棒挤压，制成吸能盒制品；

4.采用170℃，4h时效，测试材料力学性能；同时精锯成290mm长度用油压机进行压缩测试。

表1为与原工艺具体试验结果比较：

表1

本发明Al-Mg-Si系合金的热处理工艺通过对铝液熔铸过程控制，减小铝棒中杂质相数量和尺寸大小。具体工艺为增加一道精炼工序，同时适当延长精炼时间，所制铝棒经均匀化后经放大100倍观察，难容杂质相所占视场面积＜0.5%；通过改变时效热处理工艺，使材料时效强化相以β”相为主，控制针状的β’形成数量，从而使铝基体中杂质相和强化相控制在一定尺寸范围内，减小应力集中效应。具体参数为产品时效后组织在100倍视场内观察无针状强化相，为此采用低温时效，控制β’相的形成。改进后的工艺所生产产品均能通过压溃测试，同时强度和韧性均合格。吸能盒产品后续经撞车测试完全合格。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。