[发明专利]一种车辆车体用高强可焊铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属技术领域，公开了一种车辆车体用高强可焊铝合金及其制备方法。

背景技术

随着汽车轻量化要求的不断提高，国内外对轨道车辆、汽车等车体用铝合金材料的研究已取得了一定的成果，但对车辆车体用高强可焊铝合金复杂断面型材制备的研究，尚处于空白。

目前国外已开发出7005、7N01、6005铝合金，用于轨道列车车体型材，上述合金具有良好的变形性和可焊性，但上述合金在挤压过程中容易发生再结晶现象，导致合金强度较低。

高强Al-Zn-Mg-Cu合金，如7075、7050铝合金，强度可以满足作为车体结构材料需要，但由于其焊接性能差，使其在车体用铝合金领域的应用受到了限制。因此，为满足实际生产与客户需要，急需开发出一种制备方法简单，强度高而焊接性也满足需要的新型Al-Zn-Mg-Zr-Sc-Ti合金。

发明内容

本发明为了克服上述缺陷，提供一种车辆车体用高强可焊铝合金及其制备方法，旨在有效解决目前国内铝合金的强度、焊接性不满足车辆车体结构件生产之要求；本发明铝合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率等特性以及生产成本均能满足高附加值车辆车体制造工业领域对铝合金材料的诸多要求。

本发明的一种Al-Mg-Si-Cu合金，其成份的百分比含量如下——

一种车辆车体用高强可焊铝合金，其成份的重量百分含量如下：

杂质元素每种少于0.05wt.％，且总量少于0.15wt.％，余量为Al。

作为本发明的进一步改进，上述的一种车辆车体用高强可焊铝合金，Zr、Sc、Ti含量优选为：Zr：0.10～0.12wt.％，Sc：0.05～0.06wt.％，Ti：0.01～0.02wt.％。

作为本发明的进一步改进，上述的一种车辆车体用高强可焊铝合金的铸锭制备方法，按如下步骤进行：

(1)原料配制：以纯金属铝、纯金属锌、纯金属镁、Al-Zr中间合金、Al-Sc中间合金、Al-Ti中间合金作为原料，进行备料；

(2)合金熔炼及浇注：在火焰反射式炉中进行熔炼，将纯金属铝加入炉中熔化，熔化后加入纯金属锌、Al-Zr中间合金、Al-Sc中间合金、Al-Ti中间合金升温至730-740℃，加入纯金属镁，待这些金属熔化并搅拌均匀后升温至740-750℃，然后使用除气剂六氯乙烷或氩氯混合气体处理10-15min，处理完毕后搅拌合金熔体并在740℃静置10-20min，静置完毕后捞去合金熔体表面的浮渣，然后进行铸造，浇注使用半连续立式浇铸法进行，浇注温度为730℃-740℃；

作为本发明的进一步改进，所述的纯金属铝、纯金属锌和纯金属镁的纯度均为99.7wt.％；

作为本发明的进一步改进，所述的Al-Zr中间合金的含量为Zr：3-5wt％，余量为Al；所述的Al-Sc中间合金的含量为Sc：1-2wt％，余量为Al；所述的Al-Ti中间合金的含量为Ti：5-10wt％，余量为Al。

作为本发明的进一步改进，上述的一种车辆车体用高强可焊铝合金的制备方法，按如下步骤进行：

(1)均匀化处理：将铸锭放入电阻炉中进行均匀化处理，均匀化处理具体工艺为：200～220℃下保温2小时，然后随炉升温至470～480℃下保温8小时后，然后将铸锭取出强风冷至室温；

(2)挤压处理：变形系数为20-50，挤压温度380～420℃，保温1～2小时进行热挤压；

(3)固溶时效处理：在480～490℃之间保温1～3小时进行固溶处理，水淬后在130～160℃之间保温12～24小时后空冷至室温。

与现用技术相比，本发明的特点及其有益效果是：

(1)本发明技术方案提出Zr、Sc、Ti元素在Al-Zn-Mg-合金中的添加，并给出了一个合理的Zr、Sc、Ti含量范围，并通过控制加工过程的工艺参数，使合金在保证了可焊性的同时，显著提高了强度。

(2)本发明合金在固溶时效状态下，抗拉强度达到480MPa～550MPa，延伸率达到11％-14％，焊接系数可达65％以上，具有优异的综合性能，适合于生产需要高强度且需要焊接连接的的车辆车体结构件。

具体实施方式