[发明专利]一种铝合金型材及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铝合金型材及其制备方法，本发明通过优化成分以及成分的添加量，能有效消除铸造过程中形成的枝晶组织和微观成分偏析，减小热变形抗力，实现挤压比在30‑40的宽扁薄壁铝合金型材的生产，且挤压处理后的铝合金型材为全细晶组织，消除粗晶层组织和粗晶组织对铝合金型材焊接、力学及疲劳的性能的恶化，大大提高生产效率。另外，本发明通过限制Zr和所述Ti复配添加，且中添加量小于或等于0.25％，能有效细化α固溶体晶粒，显著提高铝合金的抗拉和屈服强度。Cd元素和稀土元素的添加，不仅能增加铝合金型材的强度，还能降低出现热裂倾向以及杂质元素的有害作用，获得铸造性优异的铝合金型材。

技术领域

本发明涉及铝合金的制备领域，具体而言，涉及一种铝合金型材及其制备方法。

背景技术

汽车轻量化在显著提高其燃油效率的同时也降低了二氧化碳等气体的排放，其车身质量每减少10％，燃油消耗可降低6％-8％，排放降低5％-6％。而铝合金凭借其低密度和高比强度在传统的燃油汽车和新能源汽车零部件上得到了广泛的应用，如安全碰撞件、仪表盘、电池托盘等。考虑到热挤压过程中的可加工性，6xxx系合金成为了铝合金在汽车轻量化应用中的主要合金，常用合金有6063、6061、6005A、6082。而该系列合金中6063可挤压性最好，能挤压出壁厚薄且形状复杂的截面，但该合金热挤压并在线淬火后的强度较低；6082合金热挤压并在线淬火后的强度较高，但该合金可挤压性差，无法满足薄壁复杂截面型材的挤压；6061和6005A合金的性能略低于6082合金但其可挤压性远低于6063合金。现有技术中为了实现汽车用铝合金的整体重量，各构件在设计制造的过程中往往需要中空薄壁的复杂截面型材，还要求该型材具有较高的强度，但是目前的技术中的大多数6系铝合金无法达到汽车用铝合金的受力要求，在原料上添加Cr、Mn或Cr+Mn元素也会导致基体组织中形成大量高温相，造成材料的可挤压性能差，导致生产难度增加，生产效率低。另外，为了保证汽车用铝合金的高强度、塑性以及韧性，在制备汽车用铝合金的过程中也存在铸造性能差的问题，具体表现为热裂倾向大、流动性差、补缩困难，铸造过程中容易出现热裂，缩松、偏析等缺陷，甚至存在抗蚀性能差、有晶间腐蚀的倾向。

综上，在制备铝合金型材领域，仍然存在亟待解决的上述问题。

发明内容

基于此，为了解决现有技术中铝合金型材存在铸造性能差、可挤压性能差，导致生产难度大以及生产效率低的问题，本发明提供了一种铝合金型材及其制备方法，具体技术方案如下：

一种铝合金型材，按照质量百分比计，包括以下化学成分：Si 0.8％-1.0％、Cr0.25％-0.5％、Cu 0.12％-0.15％、Zn 0.1％-0.3％、Fe 0.05-％0.08％、Mg 0.5％-0.7％、Mn 0.32％-0.40％、Ti 0.10％-0.13％、Zr 0.10％-0.14％、Cd 0.01％-0.02％、稀土元素0.01％-0.05％、杂质总含量≤0.15％，单个杂质含量≤0.05％，其余为Al；

其中，所述Zr和所述Ti复合添加，且Zr和Ti的总添加量小于或等于0.25％。

进一步地，所述稀土元素由质量比为3-5:1-3的Ce和La混合得到。

另外，本发明还提供一种铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：

将铝锭添加至熔炼炉中，熔融状态加入铝硅合金、铝铬合金、纯铜、锌锭、铝铁合金以及镁锭，在第一条件下熔炼得到熔融混合物A；

往所述熔融混合物A中添加锰剂、镉剂以及稀土元素，在第二条件下熔炼得到熔融混合物B；

往所述熔融混合物B中加入复配锆钛合金，在第三条件下熔炼得到熔融混合物C；

将所述熔融混合物C进行双级过滤处理，然后半连续铸造，得到铝合金铸棒；

将所述铝合金铸棒进行均匀化处理，挤压处理，然后水冷，在线淬火，时效处理，得到铝合金型材。