[发明专利]一种高强铝合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强铝合金材料，其以百分比计的成分如下：Mg 1.61‑1.86％、Zn 6.74‑6.95％、Ti 0.01‑0.05％、Zr 0.1‑0.13％、Cu＜0.02％、Fe＜0.1％、Si＜0.07％、Mn＜0.05％、Cr＜0.05％，余量为Al和不可避免的杂质；上述各成分之和为100％。本发明还公开了上述铝合金材料的制备方法。通过合理调整铝合金材料中各成分的含量，使得该铝合金适用于在线淬火方式制备，得到高强的铝合金材料，该铝合金材料能应用在复杂截面的铝合金产品。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种高强铝合金材料及其制备方法。

背景技术

铝因为地壳储量大、可反复回收利用等优势，特别是“铝代钢”、“铝代木”等应用的推广，近年来在建筑门窗、轨道交通、军工电力等领域，得到了越来越广泛的使用。出于绿色环保、节能降耗等目的，在保证产品初始强度设计要求的前提下，使用小截面高强度的部件来代替大截面低强度的部件，从而达到降低自重、节省成本的目的，已经越来越成为一种趋势。这也对铝合金自身的材料研究，提出来越来越高的要求。

目前为获得满意强度的铝合金产品，一般通过在线淬火或者离线淬火，并辅以后续的时效热处理来实现。根据《GB/T 6892-2015一般工业用铝及铝合金挤压型材》可知，能实现在线淬火的常用铝合金，如6063、6061、6082等6000系铝合金，抗拉强度一般在160-310Mpa左右；如7003、7005、7021等7000系铝合金，抗拉强度一般在310-410Mpa左右。而需要离线淬火的常用铝合金，如7A04、7075、7049A等7000系铝合金，抗拉强度一般在500-610Mpa左右。

通过比较可知，因为铝合金自身合金成分的不同，一般需要离线淬火的铝合金的强度会高于在线淬火的铝合金。但是，在大规模工业化生产中，离线淬火有其自身的局限性：首先，离线淬火相较于在线淬火，一般会额外增加离线固溶淬火、离线拉伸两个工序，从而导致人力、电费等生产成本的增加及生产节奏的拉长；其次，为实现离线淬火需要额外增加离线淬火炉，增加了固定资产的投入；最后，在离线淬火过程中，因为产品的急冷，会导致产品剧烈的变形，因此离线淬火只适用于截面简单的产品，如果截面过于复杂，则很难保证尺寸公差。

基于以上离线淬火的局限性，有必要研究出一种铝合金材料，该铝合金材料其可以通过在线淬火来获得达到离线淬火的高强度的工艺，并应用在复杂截面的铝合金产品上。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高强铝合金材料及其制备方法，以在线淬火方式制得高强铝合金材料，该铝合金材料能应用在复杂截面的铝合金产品。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强铝合金材料，其以百分比计的成分如下：Mg 1.61-1.86％、Zn6.74-6.95％、Ti 0.01-0.05％、Zr 0.1-0.13％、Cu＜0.02％、Fe＜0.1％、Si＜0.07％、Mn＜0.05％、Cr＜0.05％，余量为Al和杂质。

上述高强铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、熔铸：将高纯铝锭、Al-Zr中间合金、Zn锭、Mg锭及Al-5Ti-B丝按照铝合金材料的成分比例进行熔炼，精炼，铸造形成铸棒；

(2)、均匀化处理：将铸棒在470-480℃下均匀化处理10-12小时；

(3)、挤压：出口温度控制在480-500℃，在线淬火冷却速度≥11℃/s；

(4)、停放；

(5)、人工时效处理。

进一步的，在步骤(1)中，在720℃～740℃的温度下将原料进行熔炼，精炼次数≥2次，每次精炼时间≥20分钟。