[发明专利]一种适用于结构功能一体化用铝合金制品及制备方法

权利要求书

1.一种适合于结构功能一体化用铝合金制品，其有如下性能：（a）具有高强度的同时具有高的电导率、以及良好的导热性能；其屈服强度≥570MPa，且屈服强度σ（单位MPa）与电导率γ（单位％IACS）之间满足关系：σ＋10γ≥950，热导率大于或等于140W/(m.K)；（b）具有低的残余应力：残余应力值≤50MPa，所述铝合金制品含有以重量百分比计的下述成分：

Zn：5.5～10.0，Mg：1.5～2.8，Cu：1.5～2.5，Cr：0.01～0.50，Mn：0.05～0.50，Zr：0.01～0.20，且余者为Al、附带的元素和杂质，其中：

(a)10.0≤Zn+Mg+Cu≤14.0；

(b)4.4≤(Zn/Mg)+Cu≤6.5；

(c)0.10≤Cr+Mn+Zr≤0.60；和

(d)Cr≤Mn≤Cr+0.20。

2.根据权利要求1所述的适合于结构功能一体化用铝合金制品，其含有以重量百分比计的下述成分：

Zn：6.2～9.0，Mg：1.8～2.4，Cu：1.6～2.3，Cr：0.03～0.20，Mn：0.10～0.30，Zr：0.03～0.15，且余者为Al、附带的元素和杂质，其中：

(a)10.2≤Zn+Mg+Cu≤12.8；

(b)4.6≤(Zn/Mg)+Cu≤6.1；

(c)0.34≤Cr+Mn+Zr≤0.48；和

(d)Cr≤Mn≤Cr+0.17。

3.根据权利要求1或2所述的适合于结构功能一体化用铝合金制品，其中所述附带的元素包括选自Ti、Ni、Ag、Sc、Er和Hf中的至少一种微合金化附带元素，需满足：所述微合金化元素的含量符合0.34wt%≤[Cr+Mn+Zr+（Ti、Ni、Ag、Sc、Er和Hf中的至少一种）]≤0.48wt%。

4.根据权利要求1或2所述的适合于结构功能一体化用铝合金制品，其中所述杂质含有：Fe≤0.50wt%，Si≤0.50wt%。

5.根据权利要求4所述的适合于结构功能一体化用铝合金制品，其中所述杂质含有：Fe≤0.40wt%，Si≤0.20wt%。

6.根据权利要求1或2所述的适合于结构功能一体化用铝合金制品，其中，除Ti、Ni、Ag、Sc、Er和Hf以外的其它附带的元素和除Fe和Si以外的其它杂质元素每种≤0.10wt%，且其中所述其它附带的元素和其它杂质元素的总和≤0.20wt%。

7.根据权利要求6所述的适合于结构功能一体化用铝合金制品，其中，除Ti、Ni、Ag、Sc、Er和Hf以外的其它附带的元素和除Fe和Si以外的其它杂质元素每种≤0.05wt%，且其中所述其它附带的元素和其它杂质元素的总和≤0.12wt%。

8.根据权利要求1或2所述的适合于结构功能一体化用铝合金制品，其中所述铝合金制品中的Cu含量小于或等于Mg含量。

9.根据权利要求1或2所述的适合于结构功能一体化用铝合金制品，其中所述铝合金制品的截面最小厚度为0.1～200mm，且所述铝合金制品是挤压制品、拉拔制品、轧制制品、锻造制品或铸造制品。

10.生产该铝合金制品的方法，其包括以下步骤：

(1)按照权利要求1～9中任一项所述的铝合金制品中的成分和含量，制造半连续铸造铸锭或模铸件；

(2)对所得铸锭或铸件进行均匀化热处理；

(3)对经均匀化热处理的铸锭进行一次或多次变形加工成工件，从而得到所需规格的合金制品；

(4)对变形加工件或经均匀化热处理的铸件进行固溶热处理；

(5)将经固溶热处理的合金制品迅速冷却到室温；和

(6)对冷却到室温的合金制品进行时效热处理以获得关键性能的匹配，以得到所需的结构功能一体化用铝合金制品。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在步骤(1)中，采用熔炼、除气、除夹杂及半连续铸造的方式进行铸锭的制造；在熔炼过程中，通过在线成分检测分析，快速补充调整合金元素之间的配比，并完成全部的铸锭制造过程。

12.根据权利要求10所述的方法，其中在步骤(1)中，还包括在半连续铸造的方式进行铸锭所用结晶器部位或其附近施加电磁场、超声场或机械搅拌。