[发明专利]一种高强韧Al-Mg-Si系铝合金及其制备方法

说明书

一种高强韧Al‑Mg‑Si系铝合金及其制备方法，所述高强韧Al‑Mg‑Si系铝合金的成分及质量百分比组成为：Mg 0.6～0.9％，Si 0.4～0.6％，Li 0.3～0.5％，Zr 0.005～0.015％，B 0.001～0.003％，RE 0.01～0.03％，Fe≤0.15％，Mn≤0.1％，余量为Al和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％。本发明Al‑Mg‑Si系铝合金具有强度高、塑性好、耐腐蚀、焊接性能和氧化着色性能优良的特点，适合于制造汽车、船舶、轨道车辆等交通运输工具轻量化用铝合金板材、管材、棒材、型材以及平板电脑、笔记本电脑、智能手机等便携式电子产品的外壳，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体是涉及一种高强韧Al-Mg-Si系铝合金及其制备方法。

背景技术

随着交通运输工具轻量化和便携式电子产品轻薄化的发展，对铝合金材料的性能也提出了更高的要求。例如，随着汽车、船舶、轨道车辆等交通运输工具轻量化发展，车身覆盖剂、车厢、车体、枕梁、横梁、保险杆、防撞梁等都迫切需要高强度、耐腐蚀、焊接性能和成形性能优良的铝合金来替代现有的钢铁材料，以达到车身结构的轻量化和节能减排的目的。又如，随着平板电脑、笔记本电脑、智能手机等便携式电子产品大屏化和轻薄化的发展，急需高强度、高韧性的铝合金外壳来提高机身的抗压、抗弯能力，以避免机身出现弯曲、弯折等现象，同时还要满足便携式电子产品对外观件的高装饰性要求。

Al-Mg-Si系铝合金属于中等强度的可热处理强化铝合金，广泛用于建筑、包装、机械、电子等领域。但目前常用的6101、6005、6063、6061等牌号的Al-Mg-Si系铝合金，虽然具有良好的成形性能、耐腐蚀性能、焊接性能和氧化着色性能，但是Mg、Si含量较低，强度也普遍较低，抗拉强度通常小于300MPa，无法满足交通运输工具轻量化和便携式电子产品轻薄化发展对铝合金强度的要求。随着Al-Mg-Si系铝合金中Mg、Si元素含量的升高，Mg₂Si强化相的数量增多，合金的强度随之升高。但随着合金强度的上升，合金的塑性开始下降，成形性能、耐腐蚀性能和焊接性能也开始变坏，又无法满足交通运输工具轻量化发展对铝合金成形性能、耐腐蚀和焊接性能的要求，特别是当Si含量太高时，会显著恶化合金的氧化着色性能，导致氧化色差增大，颜色变灰、变暗而失去金属光泽，无法满足便携式电子产品对外观件的高装饰性要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种强度高、塑性好、耐腐蚀、焊接性能和氧化着色性能优良，能够满足交通运输工具轻量化和便携式电子产品轻薄化发展需求的高强韧Al-Mg-Si系铝合金及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的高强韧Al-Mg-Si系铝合金，其特点是由以下成分及质量百分比组成：Mg 0.6～0.9％，Si 0.4～0.6％，Li 0.3～0.5％，Zr 0.005～0.015％，B 0.001～0.003％，RE 0.01～0.03％，Fe≤0.15％，Mn≤0.1％，余量为Al和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％。

优选的，本发明所述的高强韧Al-Mg-Si系铝合金，由以下成分及质量百分比组成：Mg 0.8％，Si 0.5％，Li 0.4％，Zr 0.01％，B 0.002％，RE 0.02％，Fe≤0.15％，Mn≤0.1％，余量为Al和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05％，总量≤0.15％。

其中，所述RE的成分组成及质量百分比为：Pr 21.4％，Nd 14.5％，Pm 18.1％，Sm16.9％，Eu 13.8％，Gd 15.3％。

本发明所述的高强韧Al-Mg-Si系铝合金的制备方法，其特点是包括以下步骤：

第一步：选用工业纯铝锭、纯镁锭、速溶硅、Al10Li合金、Al5Zr1B合金和混合稀土RE作为原材料；