[发明专利]一种铝合金材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种铝合金材料及其制备方法与应用，一种铝合金材料，按重量百分数计，包括如下组分：Cu 0.05～0.30％、Mn 0.25～0.35％、Cr 0.10～0.13％、V 0.02～0.08％、Zr 0.02～0.08％、Si 0.78～0.95％、Mg 0.62～0.82％和Ti 0.010～0.04％，余量为Al和杂质。本发明的铝合金材料使铝合金挤压变形抗力小，挤压顺畅。同时获得一定的强度，适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金材料且制备成本相对较低。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，具体涉及一种铝合金材料及其制备方法与应用。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，因其密度低，强度高，塑性好，可加工成各种材料；铝合金还具有优良的导电性、导热性、抗蚀性等性能，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。

目前，车用铝合金材料，例如新能源电池箱体用的铝合金材料，长度多在1000至2500mm间，且因为需要符合材料间以及材料与其他零件的配合要求，材料断面多为复杂多腔的薄壁结构，同时对铝合金材料有严格的形位、尺寸精度要求。目前在用铝合金的屈服强度多在260MPa左右，因此没有办法进一步提高相关性能满足减壁，实现轻量化且生产的复杂多腔的薄壁铝合金材料目的。同时，相关技术中，通常会加入Al-Sc中间合金，但其价格较为昂贵也限制了铝合金的应用。

因此需要提供一种成本低廉的适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金材料。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种铝合金材料，通过原料间的复配，使本发明的铝合金材料具有高强度，优异的热稳定性、耐应力腐蚀性能、耐剥落腐蚀性能、疲劳强度、焊接接头强度高的，同时具有较低水平的淬火敏感性，适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金材料。

本发明还提出一种上述铝合金材料的制备方法。

本发明还提出了一种上述铝合金材料在车用材料中的应用。

本发明还提出了一种上述铝合金材料在轨道交通中的应用。

根据本发明的一个方面，提出了一种铝合金材料，按重量百分数计，包括如下组分： Cu 0.05～0.30％、Mn 0.25～0.35％、Cr 0.10～0.13％、V 0.02～0.08％、Zr 0.02～0.08％、Si 0.78～0.95％、Mg 0.62～0.82％和Ti 0.010～0.04％，余量为Al和杂质。

本发明的铝合金材料，至少具有以下有益效果：

1.本发明通过设计特定的合金成分组成，解决了铝合金的强度与挤压性能、综合性能之间的矛盾关系，使铝合金同时具有一定的强度、极优的挤压、综合应用性能。本发明提供的铝合金材料的抗拉强度为320～350MPa，满足复杂多腔的薄壁铝合金材料要求。

2.在铝合金中，Si和Mg是形成强化相的主要合金元素，两者同时存在时会形成Mg₂Si等时效强化相，Mg₂Si析出相因固溶容易，所以固溶热处理简单，可以采用在线淬火方式达到固溶效果，随着Si、Mg含量的增加，其抗拉强度随之增加。本铝合金材料适量的Si元素，在使Mg充分利用，形成Mg₂Si的析出强化相的同时，剩余的Si不仅能提高材料的时效硬化效果，同时能改善材料的挤压性能，增加合金的高温流动性，使得材料挤压空心薄壁异材料时难度大幅度降低。同时挤压在线进行淬火(如强风冷、水雾冷、水冷)而不牺牲力学性能，如此可以保证最终产品的尺寸精度和力学性能。

3.Cu在铝合金中能提高沉淀相的弥散度，也能起到固溶强化的效果，本发明使用的范围控制在0.05～0.30％，使合金具有良好的综合性能，在保证高强度的前提下控制了Cu的添加量。