CN108193093A - 一种汽车吸能盒用铝合金材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车吸能盒用铝合金材料，所用铝合金材料中包含以下质量百分比的组分：Si：0.48‑0.64%；Fe≤0.2%；Cu≤0.1%；Mn：0.05‑0.1；Mg：0.4‑0.52；Cr≤0.1%；Zn≤0.05%；V：0.05‑0.2%；Ti≤0.1%；余量为铝；本发明铝合金材料的延伸率很高、抗拉强度、屈服强度也较高，用本发明铝合金材料制备的汽车吸能盒具有较好的圧溃性能。

Description

一种汽车吸能盒用铝合金材料
技术领域
本发明涉及铝合金材料，尤其涉及一种汽车吸能盒用铝合金材料。
背景技术
材料除了应满足强度和使用性能的要求外，还应该考虑安全、环保、节能等方面的因素，现在的制造业正朝着轻量化、低成本和节能化的方向发展，使用轻质材料是必然的发展趋势。铝合金则成为了首选的材料之一。汽车轻量化发展迅速，铝合金具有强度适中、质量轻，易成型等特点，适用于汽车轻量化设计。
6008合金是瑞士铝业协会在国际标准协会注册的铝合金，该合金是由6005A合金发展来的。但性能比6005A优异，被欧洲铝业协会确定为“车体型材合金，有良好的塑性及优良的挤压加工性能，可高速挤压成结构复杂、薄壁并中空的各种型材。其与6005A主要不同之处是合金中加人了质量分数为0.05％～0.2％的V，合金中的Mn元素的质量含量比6005A合金中的低0.2％。
目前6008合金性能可满足客户对屈服≥205Mpa，延伸率≥10％，平均承载力≥100KN的要求，不能够满足客户对吸能盒类产品压溃要求：压溃不允许开裂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种汽车吸能盒用铝合金材料，使采用该铝合金材料加工出的汽车吸能盒具有较好的圧溃性能。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种汽车吸能盒用铝合金材料，所述铝合金材料中包含以下质量百分比的组分：Si：0.48-0.64％；Fe≤0.2％；Cu≤0.1％；Mn：0.05-0.1％；Mg：0.4-0.52％；Cr≤0.1％；Zn≤0.05％；V：0.05-0.2％；Ti≤0.1％；余量为铝。
优选地，所述的铝合金材料中包含以下质量百分比的组分：Si：0.48-0.52％；Fe：≤0.2％；Cu：≤0.1％；Mn：0.05-0.1％；Mg：0.48-0.52％；Cr：≤0.1％；Zn：≤0.05％；V：0.05-0.20％；Ti：≤0.1％；余量为铝。
优选地，金属锰是以锰的质量含量为80％的锰剂为原料添加至熔炼铝液中，金属铬是以铬的质量含量为75％的铬剂为原料添加至熔炼铝液中，金属V是以Al-V中间合金的形式加入熔炼铝液中。
本发明的有益效果是：本发明通过改善铝合金中各组成的比例来改善铝合金的力学性能和圧溃性能，本发明减少铝合金中过剩Si的比例以提高铝合金的延伸率，增强铝合金的塑性，减弱铝合金的脆化，进而提高铝合金的圧溃性能，本发明还改善了铝合金中其它组分的比例，使本发明铝合金还具有较高的抗拉强度和屈服强度，使得采用本发明铝合金材料加工出的汽车吸能盒在圧溃时可以克服正断和剪断两种断裂方式，汽车吸能盒承受≥100KN承载力压溃后拐角处的表面完好，无裂纹无开裂，汽车吸能盒的性能可满足客户要求。
附图说明
图1是汽车吸能盒的截面示意图；
具体实施方式
实施例1
一种汽车吸能盒用铝合金材料，其中铝合金材料包含以下质量百分比的组分：Si：0.64％；Fe：0.2％；Cu：0.1％；Mn：0.05％；Mg：0.41％；Cr：0.1％；Zn：0.05％；V：0.06％；Ti：0.1％；余量为铝；按上述比例制备得到铝合金1。
实施例2
一种汽车吸能盒用铝合金材料，其中铝合金材料包含以下质量百分比的组分：Si：0.62％；Fe：0.2％；Cu：0.1％；Mn：0.08％；Mg：0.42％；Cr：0.1％；Zn：0.05％；V：0.08％；Ti：0.1％；余量为铝；按上述比例制备得到铝合金2。
实施例3
一种汽车吸能盒用铝合金材料，其中铝合金材料包含以下质量百分比的组分：Si：0.63％；Fe：0.2％；Cu：0.1％；Mn：0.1％；Mg：0.40％；Cr：0.1％；Zn：0.05％；V：0.1％；Ti：0.1％；余量为铝；按上述比例制备得到铝合金3。
实施例4
一种汽车吸能盒用铝合金材料，其中铝合金材料包含以下质量百分比的组分：Si：0.60％；Fe：0.2％；Cu：0.1％；Mn：0.09；Mg：0.40；Cr：0.1％；Zn：0.05％；V：0.09％；Ti：0.1％；余量为铝；按上述比例制备得到铝合金4。
实施例5
一种汽车吸能盒用铝合金材料，其中铝合金材料包含以下质量百分比的组分：Si：0.49％；Fe：0.2％；Cu：0.1％；Mn：0.08％；Mg：0.48％；Cr：0.1％；Zn：0.05％；V：0.10％；Ti：0.1％；余量为铝；按上述比例制备得到铝合金5。
实施例6
一种汽车吸能盒用铝合金材料，其中铝合金材料包含以下质量百分比的组分：Si：0.52％；Fe：0.2％；Cu：0.1％；Mn：0.1％；Mg：0.50％；Cr：0.1％；Zn：0.05％；V：0.15％；Ti：0.1％；余量为铝；按上述比例制备得到铝合金6。
实施例7
一种汽车吸能盒用铝合金材料，其中铝合金材料包含以下质量百分比的组分：Si：0.51％；Fe：0.2％；Cu：0.1％；Mn：0.05％；Mg：0.50％；Cr：0.1％；Zn：0.05％；V：0.2％；Ti：0.1％；余量为铝；按上述比例制备得到铝合金7。
实施例8
一种汽车吸能盒用铝合金材料，其中铝合金材料包含以下质量百分比的组分：Si：0.48％；Fe：0.2％；Cu：0.1％；Mn：0.7％；Mg：0.48％；Cr：0.1％；Zn：0.05％；V：0.18％；Ti：0.1％；余量为铝；按上述比例制备得到铝合金8。
上述实施例中，金属锰是以锰元素质量含量为80％的锰剂为原料添加至熔炼铝液中，金属铬是以铬元素的质量含量为75％的铬剂为原料添加至熔炼铝液中，金属V是以Al-V中间合金的形式加入到熔炼铝液中。
本发明汽车吸能盒用铝合金材料及汽车吸能盒可以采用以下制备方法：
(1)熔炼：按照实施例中各组分的比例将各原料加入到铝液中进行熔炼，添加时铝液的温度≥740℃，熔炼时间为30min；
(2)铸造铝棒：将熔炼物使用30目和50目双级过滤板进行过滤后进行铸造，铸造出的铝棒长度为6米，直径为φ203；
(3)退火：将铝棒进行均匀化退火，退火温度为560℃，退火时间为7小时；将退火后的铝棒采用风雾冷却以进行均匀化；将均匀化后的铝棒进行高倍检测，观察铝棒显微组织内的杂质相数量和形状是否符合要求；
(4)锯切：将6米长铝棒采用长棒热剪炉进行头尾锯切，锯切长度约350mm，得到挤压使用的长棒；
(5)挤压成型：将锯切后的长棒在挤压机的模具中挤成管状的汽车吸能盒，管体的四角为圆弧过渡，汽车吸能盒的截面图如图1所示，所述挤压机的吨位为2200T；所述挤压机的挤压工艺参数：挤压筒设定温度：440℃±10℃；铝棒加热温度：460-490℃；模具加热温度：470℃±10℃；挤压杆速度：1.8±0.2mm/s。
(6)淬火：对挤压型材进行淬火，淬火温度：505-545℃；淬火方式：水冷；
(7)时效处理：时效处理温度215℃，时效处理时间4h；
按照GB/T228.1标准测试铝棒的力学性能及断后延伸率，采用万能试验机测试铝合金吸能盒的压溃情况。表1为各具体实施例制备得到的铝合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率的测试结果和用各具体实施例制备得到的铝合金进行挤压制备得到的吸能盒的圧溃情况。
本发明按照《GB/T 6519-2013变形铝、镁合金产品超声波检验方法》对本发明实施例1-8得到的铝合金进行了探伤检测，结果表明，本发明实施例1-8提供的铝合金的探伤合格率为97～99％。
表1
从表1可以看出，铝合金组分中Si和Mg质量百分比减小后，铝合金材料的延伸率有所提高，抗拉强度、屈服强度有所下降，但压溃性能提高，制备得到的吸能盒经圧溃后，拐角处的表面完好，无裂纹，无开裂，且铝合金汽车吸能盒在满足圧溃性能合格的前提下，其抗拉强度和屈服强度也能满足客户需求。

Claims (3)

1.一种汽车吸能盒用铝合金材料，其特征在于：铝合金材料中包含以下质量百分比的组分：Si：0.48-0.64%；Fe≤0.2%；Cu≤0.1%；Mn：0.05-0.1%；Mg：0.4-0.52%；Cr≤0.1%；Zn≤0.05%；V：0.05-0.2%；Ti≤0.1%；余量为铝。
2.根据权利要求1所述的汽车吸能盒用铝合金材料，其特征在于：所述的铝合金材料中包含以下质量百分比的组分：Si：0.48-0.52%；Fe：≤0.2%；Cu：≤0.1%；Mn：0.05-0.1%；Mg：0.48-0.52%；Cr：≤0.1%；Zn：≤0.05%；V：0.05-0.20%；Ti：≤0.1%；余量为铝。
3.根据权利要求1或2所述的汽车吸能盒用铝合金材料，其特征在于：金属锰是以锰的质量含量为80%的锰剂为原料添加至熔炼铝液中，金属铬是以铬的质量含量为75%的铬剂为原料添加至熔炼铝液中，金属V以Al-V中间合金的形式加入熔炼铝液中。
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