[发明专利]一种7000系稀土铝合金薄板及其制备方法

说明书

本申请实施例提供一种7000系稀土铝合金薄板及其制备方法，涉及铝合金加工制造技术领域。该制备方法主要是配制原料熔炼，合金元素组成按质量百分数计包括：Zn：7.8％‑8.4％，Ti：≤0.06％，Zr：0.15％‑0.20％，Sc：0.1％‑0.3％，Er：0.1％‑0.3％；采用液态金属3D打印技术得到铸坯；将铸坯进行均匀化处理后，再进行热轧和冷轧处理得到铝合金薄板；将铝合金薄板顺次进行固溶处理，在接触模具内进行温度调节，再在预设模具上进行温热成形，进行预时效处理、人工时效处理，得到最终状态的铝合金薄板。制备得到的7000系稀土铝合金薄板晶粒组织细小且均匀，具有较高的力学性能。

技术领域

本申请涉及铝合金加工制造技术领域，具体而言，涉及一种7000系稀土铝合金薄板及其制备方法。

背景技术

随着汽车轻量化的需求愈发强烈，铝合金在高端乘用车和新能源汽车上的应用越来越广泛，以外覆盖件用的6000系和内板用的5000系合金为主。在结构件领域，7000系合金有高强度的优势，已成为重要的发展方向，目前主要的应用牌号集中在7003、7021、7029、7072、7075、7129等，但对于性能更高的高锌7000系牌号少有应用。这是因为采用传统的铸造方式，如半连续铸造生产的7000系高锌铝合金因组织粗大，常温下塑性低、成形性差，尤其是对于形状复杂的薄板件更是无法应用。

为此，解决7000系高锌铝合金铸造组织粗大的问题，制备组织均匀、晶粒细小的薄板材料是亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种7000系稀土铝合金薄板及其制备方法，制备得到的7000系稀土铝合金薄板晶粒组织细小且均匀，具有较高的力学性能，满足形状复杂的汽车薄板件的使用需求。

第一方面，本申请实施例提供了一种7000系稀土铝合金薄板的制备方法，其包括以下步骤：

按照7000系稀土铝合金的合金元素组成配制原料，熔炼制成高温熔体，合金元素组成按质量百分数计包括：Si：≤0.10％，Fe：≤0.12％，Cu：1.8％-2.2％，Mg：2.0％-2.4％，Mn：≤0.05％，Cr：≤0.05％，Zn：7.8％-8.4％，Ti：≤0.06％，Zr：0.15％-0.20％，Sc：0.1％-0.3％，Er：0.1％-0.3％，其他单个杂质元素≤0.030％，其他杂质元素总量≤0.100％，余量为Al；

将高温熔体采用液态金属3D打印技术喷射到冷却器上，得到铝合金铸坯；

将铝合金铸坯进行均匀化处理后，再进行热轧和冷轧处理，得到厚度为2-4mm的铝合金薄板；

将铝合金薄板进行固溶处理，得到W态的铝合金薄板；

将W态的铝合金薄板在接触模具内进行温度调节，再在预设模具上进行温热成形，得到温热成形件；

将温热成形件进行预时效处理，得到T4P态的铝合金薄板；

将T4P态的稀土铝合金薄板进行人工时效处理，得到最终状态的铝合金薄板。

在上述技术方案中，7000系铝合金为高锌7000铝合金，锌的质量占比达到7.8％-8.4％，得到的合金产品性能好；而且该7000系铝合金中复合添加稀土元素钪(Sc)和铒(Er)起到明显的细化效果，并采用液态金属3D打印的方法，利用温热成形技术及其他热处理方式，制备的铝合金薄板具有较高的力学性能，成形性好，可有效解决当前7000系铝合金因性能低、成形性不好而无法在汽车薄板件上应用的问题。