CN101984111A - 汽车保险杠次受力构件的铝合金型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车保险杠次受力构件的铝合金型材及其制备方法，其特征是：该构件的6060铝合金材料，由下列成分重量份数比组成，Mg 0.56~0.58；Si0.32~0.35；Fe≤0.2；Mn≤0.02；Cu≤0.02；Ti≤0.02；Zn≤0.03；Cr≤0.03；其余为Al。按以下步骤进行，将符合上述成分原料制备铝合金圆铸锭，挤压型材后，在48小时内置于时效热处理炉，时效温度：165~170℃；保温时间：3.5小时进行时效热处理。有益效果：引入合金化元素选择性控制且控制了沉淀相数量和形成适量的沉淀相分布，可以满足汽车保险杠次受力构件力学性能的特殊要求，且能批次生产。

Description

汽车保险杠次受力构件的铝合金型材及其制备方法
技术领域
本发明属于铝合金挤压构件的制备方法，尤其涉及一种汽车保险杠次受力构件的铝合金型材及其制备方法。
背景技术
某些铝合金挤压构件出于特定功能用途，常常对材料及产品的力学性能提出特殊功能要求。例如用于汽车后保险杠骨架总成中“防撞盒”6060铝合金挤压构件，作为一种吸收突发冲击能量为主要功能特征的次受力构件，其供货态产品力学性能控制范围提出如下特殊要求：抗拉强度Rm≥190Mpa；非比例延伸强度Rpo.2＝180±20Mpa以及断后伸长率A5≥12％。这一要求规定了该挤压构件需满足在经受非常冲击荷载时，材料迅速发生塑性屈服并延迟断裂以吸收其冲击或撞击能量；与此同时也限制了该合金材料在加工历史中的物理冶金行为。
常规6060(Al-Mg-Si)合金因其合金化元素范围宽泛，以及由合金元素导致的强化相数量、形态和分布，以及热处理历史等原因均难以满足这一特殊要求，更无法形成稳定的规模化生产能力。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种汽车保险杠次受力构件的铝合金型材及其制备方法，它引入合金化元素选择性控制，精确控制通过Mg/Si合金化元素形成的强化相数量，以及确定了合金的热处理历史对该“选择性”的依赖关系，可以满足汽车保险杠次受力构件特殊力学性能要求。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种汽车保险杠次受力构件的铝合金型材，其特征在于，用于该构件的6060铝合金材料，由下列成分重量份数比组成，
Mg  0.56～0.58    Si 0.32～0.35    Fe≤0.2
Mn  ≤0.02        Cu ≤0.02        Ti≤0.02
Zn：≤0.03    Cr≤0.03    其余为Al。
汽车保险杠次受力构件的铝合金型材的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行，
1)将符合上述成分要求及采用常规铸锭工艺的制备铝合金挤压圆铸锭；
2)铝合金挤压圆铸锭采用常规挤压工艺获得挤压型材后，在48小时内置于时效热处理炉，按照时效温度：165～170℃；保温时间：3.5小时工艺进行时效热处理，得到抗拉强度Rm＝228Mpa；非比例延伸强度Rpo.2＝189Mpa；断后伸长率A5＝17％的挤压构件产品。
有益效果：本发明引入合金化元素选择性控制且恰当地控制了沉淀相数量，而特殊设计的人工时效制度则可形成适量的沉淀相分布(尺度和密度)，其输出结果满足了汽车保险杠次受力构件力学性能的特殊要求，且能经济地批次生产。选择性控制后获得过剩Mg型6060铝合金；其中Mg2Si强化相数量是0.93％，过剩Mg数量是0.1％，同时严格限制了作为有害元素Fe含量以及其它杂质的影响。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图所示，
实施例1
一种汽车保险杠次受力构件的铝合金型材，用于该构件的6060铝合金材料，由下列成分重量份数比组成，
Mg  0.56    Si 0.32     Fe 0.1
Mn  0.01    Cu 0.01     Ti  0.01
Zn  0.02    Cr 0.02     其余为Al。
上述汽车保险杠次受力构件的铝合金型材的制备方法，按以下步骤进行，1)将符合上述成分要求及采用常规铸锭工艺的制备铝合金挤压圆铸锭，铸锭加热温度490-510℃；2)铝合金挤压圆铸锭采用常规挤压工艺，淬火温度为520～530℃，获得挤压型材后，在48小时内置于时效热处理炉，按照时效温度：165-170℃；保温时间：3.5小时工艺进行时效热处理，得到抗拉强度Rm＝228Mpa；非比例延伸强度Rpo.2＝189Mpa；断后伸长率A5＝17％的挤压构件产品。
实施例2
一种汽车保险杠次受力构件的铝合金型材，用于该构件的6060铝合金材料，由下列成分重量份数比组成，
Mg  0.58    Si 0.35    Fe  0.2
Mn  0.02    Cu 0.02    Ti  0.02
Zn  0.03    Cr 0.03    其余为Al。
汽车保险杠次受力构件的铝合金型材的制备方法，按实施例1的步骤进行。
实施例3
一种汽车保险杠次受力构件的铝合金型材，用于该构件的6060铝合金材料，由下列成分重量份数比组成，
Mg  0.57      Si 0.33     Fe 0.15
Mn  0.005     Cu 0.008    Ti 0.01
Zn  0.02      Cr 0.02     其余为Al。
汽车保险杠次受力构件的铝合金型材的制备方法，按实施例1步骤进行。经上述选择性控制后获得过剩Mg型6060铝合金；其中Mg2Si强化相数量是0.93％，过剩Mg数量是0.1％，同时严格限制了作为有害元素Fe含量以及其它杂质的影响。
采用非常规的挤压型材人工时效工艺，根据20个样本测试数据的算术均值如下：
抗拉强度Rm＝228Mpa，非比例延伸强度Rpo.2＝189Mpa以及断后伸长率A5＝17％；其中非比例延伸强度Rpo.2的标准偏差值系6.7Mpa，即Rpo.2＝189±6.7Mpa。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种汽车保险杠次受力构件的铝合金型材，其特征在于，用于该构件的6060铝合金材料，由下列成分重量份数比组成，
Mg   0.56~0.58    Si  0.32~0.35    Fe ≤0.2
Mn  ≤0.02         Cu ≤0.02       Ti≤0.02
Zn  ≤0.03        Cr ≤0.03     其余为Al。
2.一种汽车保险杠次受力构件的铝合金型材的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行，
1）将符合上述成分要求及采用常规铸锭工艺的制备铝合金挤压圆铸锭；
2）铝合金挤压圆铸锭采用常规挤压工艺获得挤压型材后，在48小时内置于时效热处理炉，按照时效温度：165 ~170℃；保温时间：3.5小时工艺进行时效热处理，得到抗拉强度Rm=228Mpa；非比例延伸强度Rpo.2=189Mpa；断后伸长率A5=17%的挤压构件产品。
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