[发明专利]紧固件用高强度铝合金材料及其制备方法

摘要

本发明涉及紧固件用高强度铝合金材料及其制备方法，所述紧固件用高强度铝合金材料按重量百分比包含如下元素：铁0.3％‑0.5％，硅0.2％‑1.0％，铜0.4％‑1.2％，钪0.1％‑0.6％，锰0.3％‑1.1％，锂0.01％‑0.1％，锆0.1％‑0.5％，镁0.5％‑1.3％，铈0.01％‑0.1％，钇0.01％‑0.1％，铬0.05％‑0.25％，镍0.002％‑0.02％，锌0.1％‑0.5％，硼0.01％‑0.06％，钛0.01％‑0.05％，钒0.01％‑0.05％，余量为铝；其中，镁和硅的重量百分比的比值不小于1.042，铁和硅的重量百分比的比值不小于0.32，钪和锆的重量百分比合计小于或者等于1.2％，锂、铈、钇以及锌的重量百分比合计小于或者等于0.52％，铬、钛以及钒的重量百分比合计小于或者等于0.3％。本发明与现有技术相比，根据本发明实施例的紧固件用高强度铝合金材料，具有高的比强度、高的剪切强度、优异的塑性和韧性及耐腐蚀性能，可以在大幅降低紧固件重量的同时，显著提高安全可靠性。

主权项

1.一种紧固件用高强度铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将铝中间合金制备成铝中间合金颗粒；按重量百分比对以下成分进行配料：铁Fe 0.3％‑0.5％，硅Si 0.2％‑1.0％，铜Cu 0.4％‑1.2％，钪Sc 0.1％‑0.6％，锰Mn 0.3％‑1.1％，锂Li 0.01％‑0.1％，锆Zr 0.1％‑0.5％，镁Mg 0.5％‑1.3％，铈Ce 0.01％‑0.1％，钇Y 0.01％‑0.1％，铬Cr 0.05％‑0.25％，镍Ni 0.002％‑0.02％，锌Zn 0.1％‑0.5％，硼B 0.01％‑0.06％，钛Ti 0.01％‑0.05％，钒V 0.01％‑0.05％，余量为铝Al，其中，Mg和Si的重量百分比的比值不小于1.042，Fe和Si的重量百分比的比值不小于0.32，Sc和Zr的重量百分比合计小于或者等于1.2％，Li、Ce、Y以及Zn的重量百分比合计小于或者等于0.52％，Cr、Ti以及V的重量百分比合计小于或者等于0.3％，以此准备铝锭和铝中间合金颗粒；将所述铝锭在1300℃快速熔化，得到755℃铝熔体；使得所述铝熔体在微负压倾动式保温炉中，电磁搅拌10min‑15min，静置20min‑35min，精炼除气；向所述保温炉中铝熔体中弹射加入中间合金颗粒，对铝合金熔体保温30min，进行电磁搅拌，搅拌时间为10min‑15min，再次精炼除气，静置30min；在流槽中对铝合金熔体进行在线精炼除气，并对在线精炼处理后的铝合金熔体进行除渣处理；对铝合金熔体定向凝固，得到520℃‑560℃的铝合金铸锭；铝合金铸锭通过第一高频加热器加热，温度控制在550℃；经过加热的铝合金铸锭在15s‑20s的时间内进入粗轧机，对铝合金铸锭进行总计7道次粗轧，粗轧温度520℃，得到粗轧件；粗轧件通过第二高频加热器，将粗轧件温度提升到550℃，并在2s‑5s的时间内进入精轧机，对粗轧件进行7道次精轧，精轧温度500‑520℃，轧制速度3m/s‑6m/s，得到Φ9.5mm‑Φ20mm的铝合金杆材；精轧后的铝合金杆材通过在线式冷却管，对铝合金杆材进行压力雾化喷射冷却处理，将铝合金杆冷却到60℃‑90℃；对经过冷却处理后的铝合金杆进行至少一组的拉丝、第一热处理、拉丝的组合的拉制处理，得到Φ1mm‑Φ12mm的棒材或线材；最后一道拉制时的截面压缩率为25％‑29％，其余各道次拉制时的截面压缩率为35％‑45％。对Φ1mm‑Φ12mm的棒材或线材进行第二热处理，得到紧固件用高强度铝合金材料。