CN107541621A

CN107541621A - 一种铝镁合金

Info

Publication number: CN107541621A
Application number: CN201711002828.0A
Authority: CN
Inventors: 刘仕爽
Original assignee: Shenzhen Wanjia Interactive Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Jiyuan Aluminum Industry Co ltd
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2018-01-05
Anticipated expiration: 2037-10-24
Also published as: CN107541621B

Abstract

本发明涉及一种汽车构件用铝镁合金，通过对热处理工艺中固溶处理和时效处理的温度和时间的优化，综合提高了抗拉强度和硬度；通过加入Sc、Zr和稀土元素Ce、Y对铝镁合金的组分进行了优化，从而在铝镁合金凝固过程中细化了铸态合金的晶粒尺寸，产生弥散强化作用，抑制合金再结晶过程。并且，优化了粉末冶金和阳极氧化工艺，使合金的力学性能和电化学性能均能够满足汽车构件的应用环境要求。

Description

一种铝镁合金

技术领域

本发明涉及金属热处理领域，具体的说，是涉及一种铝镁合金，特别是一种汽车构件用铝镁合金。

背景技术

铝镁合金是用镁锭、铝锭等纯金属铸锭掺入少量其它合金元素制备而成的，各种元素的添加主要用来加强其强度，改善其使用性能。铝镁合金最显著的特点就是质量轻、密度小、强度高、低熔点，机械性能高、散热性较好，对环境无任何影响。主要用于制造汽车零件材料等方面。材料的良好性能需要应用先进的热处理技术才能发挥出来，因此，在汽车构件用铝镁合金的生产过程中，应加大在铝镁合金粉末冶金和热处理工艺上的投入，将材料的性能与生产技术充分的结合，这样才能生产出质量更好的汽车零件。

发明内容

为了解决提高汽车构件用铝镁合金力学性能和耐腐蚀性的问题，本发明提供了一种汽车构件用铝镁合金，其具有足够的强度和硬度，以及良好的耐腐蚀性。

一种汽车构件用铝镁合金，所述铝镁合金的制备工艺包括粉末冶金、热处理和阳极氧化处理。

所述粉末冶金步骤中，采用多种99.95％纯金属粉末原料和Al-Mg中间合金粉末，称量、配制后混合均匀，在120～150℃干燥1～2h后冷压成型，冷压压力为150～250MPa，保压时间为3～5min，然后将压制后的混合粉末进行真空烧结，烧结温度为380～420℃，保温时间为4～5h，得到铝镁合金坯料。

所述热处理包括先后进行的固溶处理和人工时效步骤；所述固溶处理步骤中，先将所述铝镁合金坯料在460～490℃保温4～10h，再在530～580℃保温6～8h；所述人工时效步骤中，先将所述铝镁合金坯料在180～200℃保温2～4h，再在250～270℃保温8～12h。

将所述热处理后的铝镁合金进行阳极氧化处理，先打磨抛光，水洗后浸入含有碳酸钠、磷酸三钠的水溶液中除油污10～20min，然后混酸处理10～20min，用去离子水漂洗干净，放入氧化槽中进行阳极氧化30～60min，电压为10～15V，电流密度为1.0～1.5A/cm²。

优选地，所述铝镁合金中包含α-Al基体和β-Al₂Mg₃Zn₃相。

优选地，所述多种纯金属粉末原料包括纯金属Al、Mg、Zn和Ni。

优选地，所述铝镁合金的成分为5.20％～5.50％的Mg，1.50％～2.50％的Zn，0.50％～0.80％的Ni，0.10％～0.50％的Sc，0.05％～0.15％的Zr，0.05％～0.10％的Ce，0.03％～0.05％的Y，余量为铝和不可避免的杂质。

优选地，所述铝镁合金的抗拉强度为220～250MPa，维氏硬度为100～110HV。

本发明通过对热处理工艺中固溶处理和时效处理的温度和时间的优化，综合提高了抗拉强度和硬度；通过加入Sc、Zr和稀土元素Ce、Y对铝镁合金的组分进行了优化，从而在铝镁合金凝固过程中细化了铸态合金的晶粒尺寸，产生弥散强化作用，抑制合金再结晶过程。并且，优化了粉末冶金和阳极氧化工艺，使合金的力学性能和电化学性能均能够满足汽车构件的应用环境要求。

具体实施方式

下面结合实施例和对比例对本发明进一步详细说明。

实施例1：

一种汽车构件用铝镁合金，所述铝镁合金的制备工艺包括粉末冶金、热处理和阳极氧化处理。所述粉末冶金步骤中，采用多种99.95％纯金属粉末原料和Al-Mg中间合金粉末，称量、配制后混合均匀，在120℃干燥2h后冷压成型，冷压压力为150MPa，保压时间为3min，然后将压制后的混合粉末进行真空烧结，烧结温度为380℃，保温时间为5h，得到铝镁合金坯料。所述热处理包括先后进行的固溶处理和人工时效步骤；所述固溶处理步骤中，先将所述铝镁合金坯料在490℃保温4h，再在580℃保温6h；所述人工时效步骤中，先将所述铝镁合金坯料在180℃保温4h，再在250℃保温12h。将所述热处理后的铝镁合金进行阳极氧化处理，先打磨抛光，水洗后浸入含有碳酸钠、磷酸三钠的水溶液中除油污10min，然后混酸处理10min，用去离子水漂洗干净，放入氧化槽中进行阳极氧化30min，电压为10V，电流密度为1.0A/cm²。所述铝镁合金中包含α-Al基体和β-Al₂Mg₃Zn₃相。所述多种纯金属粉末原料包括纯金属Al、Mg、Zn和Ni。所述铝镁合金的成分为5.20％的Mg，1.50％的Zn，0.50％的Ni，0.10％的Sc，0.05％的Zr，0.05％的Ce，0.03％的Y，余量为铝和不可避免的杂质。所述铝镁合金的抗拉强度为220MPa，维氏硬度为100HV。

实施例2：

一种汽车构件用铝镁合金，所述铝镁合金的制备工艺包括粉末冶金、热处理和阳极氧化处理。所述粉末冶金步骤中，采用多种99.95％纯金属粉末原料和Al-Mg中间合金粉末，称量、配制后混合均匀，在150℃干燥1h后冷压成型，冷压压力为250MPa，保压时间为3min，然后将压制后的混合粉末进行真空烧结，烧结温度为420℃，保温时间为4h，得到铝镁合金坯料。所述热处理包括先后进行的固溶处理和人工时效步骤；所述固溶处理步骤中，先将所述铝镁合金坯料在460℃保温10h，再在530℃保温8h；所述人工时效步骤中，先将所述铝镁合金坯料在200℃保温2h，再在270℃保温8h。将所述热处理后的铝镁合金进行阳极氧化处理，先打磨抛光，水洗后浸入含有碳酸钠、磷酸三钠的水溶液中除油污20min，然后混酸处理20min，用去离子水漂洗干净，放入氧化槽中进行阳极氧化60min，电压为15V，电流密度为1.5A/cm²。所述多种纯金属粉末原料包括纯金属Al、Mg、Zn和Ni。所述铝镁合金的成分为5.50％的Mg，2.50％的Zn，0.80％的Ni，0.50％的Sc，0.15％的Zr，0.10％的Ce，0.05％的Y，余量为铝和不可避免的杂质。所述铝镁合金的抗拉强度为250MPa，维氏硬度为110HV。

实施例3：

一种汽车构件用铝镁合金，所述铝镁合金的制备工艺包括粉末冶金、热处理和阳极氧化处理。所述粉末冶金步骤中，采用多种99.95％纯金属粉末原料和Al-Mg中间合金粉末，称量、配制后混合均匀，在130℃干燥1h后冷压成型，冷压压力为200MPa，保压时间为4min，然后将压制后的混合粉末进行真空烧结，烧结温度为400℃，保温时间为5h，得到铝镁合金坯料。所述热处理包括先后进行的固溶处理和人工时效步骤；所述固溶处理步骤中，先将所述铝镁合金坯料在480℃保温6h，再在550℃保温7h；所述人工时效步骤中，先将所述铝镁合金坯料在190℃保温3h，再在260℃保温10h。将所述热处理后的铝镁合金进行阳极氧化处理，先打磨抛光，水洗后浸入含有碳酸钠、磷酸三钠的水溶液中除油污15min，然后混酸处理15min，用去离子水漂洗干净，放入氧化槽中进行阳极氧化40min，电压为12V，电流密度为1.3A/cm²。所述铝镁合金中包含α-Al基体和β-Al₂Mg₃Zn₃相。所述多种纯金属粉末原料包括纯金属Al、Mg、Zn和Ni。所述铝镁合金的成分为5.30％的Mg，1.80％的Zn，0.60％的Ni，0.40％的Sc，0.08％的Zr，0.06％的Ce，0.04％的Y，余量为铝和不可避免的杂质。所述铝镁合金的抗拉强度为240MPa，维氏硬度为100HV。

对比例1：

采用与本发明不同的热处理工艺，尤其是采用其他固溶处理和人工时效步骤时，由于热处理的温度过高或过低，或者未能依次进行两次固溶和时效处理，从而会出现晶格畸变等缺陷，导致其所获得的铝镁合金产品抗拉强度优化效果不明显，其抗拉强度仅为200MPa以下。

对比例2：

采用不同于本发明的合金成分的铝镁合金，由于缺少细化晶粒的作用元素，再结晶过程不能有效抑制，从而使获得的铝镁合金的硬度、强塑性都难以保证，其抗拉强度仅为200MPa以下，维氏硬度仅为90HV左右。

由实施例1-3和对比例1-2可以看出，本发明通过对热处理工艺中固溶处理和时效处理的温度和时间的优化，综合提高了抗拉强度和硬度；通过加入Sc、Zr和稀土元素Ce、Y对铝镁合金的组分进行了优化，从而在铝镁合金凝固过程中细化了铸态合金的晶粒尺寸，产生弥散强化作用，抑制合金再结晶过程。并且，优化了粉末冶金和阳极氧化工艺，使合金的力学性能和电化学性能均能够满足汽车构件的应用环境要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种汽车构件用铝镁合金，其特征在于，所述铝镁合金的制备工艺包括粉末冶金、热处理和阳极氧化处理；

所述粉末冶金步骤中，采用多种99.95％纯金属粉末原料和Al-Mg中间合金粉末，称量、配制后混合均匀，在120～150℃干燥1～2h后冷压成型，冷压压力为150～250MPa，保压时间为3～5min，然后将压制后的混合粉末进行真空烧结，烧结温度为380～420℃，保温时间为4～5h，得到铝镁合金坯料；

所述热处理包括先后进行的固溶处理和人工时效步骤；所述固溶处理步骤中，先将所述铝镁合金坯料在460～490℃保温4～10h，再在530～580℃保温6～8h；所述人工时效步骤中，先将所述铝镁合金坯料在180～200℃保温2～4h，再在250～270℃保温8～12h；

2.根据权利要求1所述的铝镁合金，其特征在于：所述铝镁合金中包含α-Al基体和β-Al₂Mg₃Zn₃相。

3.根据权利要求1所述的铝镁合金，其特征在于：所述多种纯金属粉末原料包括纯金属Al、Mg、Zn和Ni。

4.根据权利要求4所述的合金，其特征在于：所述铝镁合金的成分为5.20％～5.50％的Mg，1.50％～2.50％的Zn，0.50％～0.80％的Ni，0.10％～0.50％的Sc，0.05％～0.15％的Zr，0.05％～0.10％的Ce，0.03％～0.05％的Y，余量为铝和不可避免的杂质。

5.根据权利要求1至4所述所述的铝镁合金，其特征在于：所述铝镁合金的抗拉强度为220～250MPa。

6.根据权利要求1至5所述的铝镁合金，其特征在于：所述铝镁合金的维氏硬度为100～110HV。