[发明专利]低成本高性能Al-Mg-Mn铝合金及其制备方法

说明书

本发明提供低成本高性能Al‑Mg‑Mn铝合金及其制备方法，主要涉及合金技术领域。低成本高性能Al‑Mg‑Mn铝合金及其制备方法，由以下质量百分比的组分组成：Mg 3.5～5.5wt.%，Mn 1.0～2.0wt.%，其余为Al和不可避免的杂质；其制备方法如下：S1：按照上述配方准备原料并加热熔化；S2：将S1步骤中熔熔状态金属液浇铸成锭；S3：将S2步骤得到的铸锭进行均匀化处理；S4：将S3步骤均匀化处理完成的铸锭在420～450℃下进行挤压、轧制、锻造热塑性变形工艺，制备出相应的变形合金型材。本发明的有益效果在于：本发明提供了一种造价低廉、力学性能优异的铝合金，能够更好地适应汽车领域的金属型材需求。

技术领域

本发明主要涉及合金技术领域，具体是低成本高性能Al-Mg-Mn铝合金及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，金属材料行业也在不断的更新换代，轻质结构材料已成为材料科学研究的重点和热点。在现有的结构材料中，铝及铝合金以其较低的密度、较高的比强度和比刚度、易机加工成形、易回收再利用以及资源蕴藏量大等优点，逐渐成为新材料研发的热点。目前，广泛使用的商用铝合金主要有含Mg的6系铝合金、含Zn和Mg的7系铝合金以及含有Y、Gd等稀土元素的稀土铝合金。其中，6系铝合金的室温性能较为优异，但是其高温稳定性较差，在进行挤压、锻造时容易发生性变；7系铝合金的高温性能优异，但合金在熔炼过程中合金元素Zr烧损严重，导致成本较高，不利于合金的进一步发展和应用；稀土铝合金的室温延展性较为优异，但合金中稀土元素含量较高且价格昂贵，导致合金成本高，多用于军工领域，不利于合金的发展及应用。

针对汽车领域，需要较强抗拉强度与高延伸率的低价优质铝合金型材，以上现有的铝合金类型并不能完全满足要求。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了低成本高性能Al-Mg-Mn铝合金及其制备方法，它提供了一种造价低廉、力学性能优异的铝合金，能够更好地适应汽车领域的金属型材需求。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

低成本高性能Al-Mg-Mn铝合金及其制备方法，由以下质量百分比的组分组成：Mg 3.5～5.5wt.%，Mn 1.0～2.0wt.%，其余为Al和不可避免的杂质；

其制备方法如下：

S1：按照上述配方准备原料并加热熔化；

S2：将S1步骤中熔熔状态金属液浇铸成锭；

S3：将S2步骤得到的铸锭进行均匀化处理；

S4：将S3步骤均匀化处理完成的铸锭在400～450℃下预热2小时，在420～450℃下进行挤压、轧制、锻造热塑性变形工艺，制备出相应的变形合金型材。

优选的，低成本高性能Al-Mg-Mn铝合金，由以下质量百分比的组分组成：Mg3.5wt.%，Mn 1.0wt.%，其余为Al和不可避免的杂质，其中不可避免的杂质含量≤0.1wt.%。

优选的，所述S1步骤中熔化顺序为首先将Al在720℃～770℃之间进行熔炼，待全部熔化，温度上升到770℃稳定之后加入预热至150℃的Mg和Al-Mn中间合金，待全部熔化后，加入精炼剂充分搅拌5～10分钟，将熔体在770℃静置10～20分钟，并打掉表面的浮渣。

优选的，所述S2步骤中浇铸顺序为将金属液的熔炼温度降低至720℃并保温20分钟；再在720℃的条件下浇注至预热到250～350℃的铁质磨具中，制备出铝合金铸锭，然后将所得合金铸锭进行机加工，制备出铸造合金型材。

优选的，所述S3步骤中均匀化处理顺序为将铝合金铸锭在450～550℃的温度下均匀化处理16～20小时，然后水淬处理，得到铝合金铸锭试样。