[发明专利]一种铝合金挤压型材的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种铝合金挤压型材的制备方法及应用，属于合金加工技术领域，所述制备方法包括对铝合金按一定的成分配比进行配料，对配料进行熔铸及均匀化处理，使铝合金晶粒内部形成均匀分布的纳米级AlFe(MnCr)Si弥散相，并按一定挤压加工条件对均匀化处理后的铝合金铸锭进行挤压及时效处理。本发明通过成分设计、热处理制度和挤压工艺在变形组织中形成大量超细亚晶和纳米级强化相，通过超细亚晶和纳米级强化相协同作用，提升了铝合金的强韧、耐疲劳和耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及合金加工的技术领域，尤其涉及一种汽车轻量化用铝合金挤压型材的制备方法的应用。

背景技术

铝合金型材挤压技术一直是铝合金型材精深加工领域的关键技术，对于汽车轻量化用高强韧高服役性能铝合金型材，如何获得高强韧、耐疲劳、耐腐蚀、质量轻的铝合金型材是从业者追求的最终目标。但目前，现有6XXX铝合金体系的材料难以同时满足以上产品目标和特点，国内仅能生产6061和6082铝合金型材或锻件，且产品性能稳定性较低，特别是疲劳性能差，技术水平难以满足汽车工业的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种铝合金挤压型材的制备方法及应用，以在铝合组织中形成大量超细亚晶和纳米级强化相，并提升铝合金的强韧、耐疲劳和耐腐蚀性能。

为实现上述发明目的，本发明提出一种铝合金挤压型材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按如下质量百分比的各成分配料：Si:0.8-1.4，Mg:0.7-1.2，Cu:0.3-0.8，Mn:0.4-0.8，Cr:0.2-0.4，Ti≤0.03，Fe≤0.15，Zn≤0.2，单个杂质≤0.02，总杂质≤0.1，余量为Al；

S2、对配料进行熔铸及均匀化处理，使铝合金晶粒内部形成均匀分布的纳米级AlFe(MnCr)Si弥散相；

S3、按一定挤压加工条件进行挤压处理，使挤出型材中的铝合金晶粒形成超细亚晶粒；

S4、对挤出型材进行时效处理。

所述配比的合金成分调控可在半连续铸造过程中，使Mn和Cr最大程度的固溶在铝基体内，使其在后续的均匀化热处理过程中析出形成纳米级Al(FeMnCr)Si弥散相。

优选地，所述S2中的均匀化处理包括：

第一级均匀化处理，在250-400℃的温度下均匀化处理6-10h；

第二级均匀化处理，在530-565℃的温度下均匀化处理10-15h；

以100-800℃/h的冷却速度进行冷却。

优选地，所述均匀化处理时的升温速率为≤3℃/min。

优选地，所述S2中，纳米级AlFe(MnCr)Si弥散相的尺寸为20-350nm。

优选地，所述S3中，型材挤压加工时，铸棒热端的加热温度不超过510℃，加热梯度为20-80℃/m，挤压出口温度为520-570℃，挤压比为22-60。

优选地，所述S3中包括对型材以在线淬火速率不小于700℃/min进行淬火处理。

优选地，所述S4中时效处理包括对型材进行T5或T6时效处理。

优选地，所述挤出型材中的超细亚晶粒的尺寸为2-10um，角度小于15°的小角度晶界占比大于60％。

优选地，所述S3中，挤出型材中的亚晶粒平均尺寸为10μm以下亚晶占比≥78％(大于或等于78％)，亚结构组织占比≥60％(大于或等于60％)，再结晶组织占比＜30％(小于32％)。