CN111485149A - 一种前舱中继器用高强铝合金型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种前舱中继器用高强铝合金型材及其制备方法，该铝合金型材由以下质量百分比的元素组成：钛0.3‑0.8％、锡0.5‑2.0％、镍0.1‑0.8％、硅0.4‑1.2％、铬0.1‑0.6％、锆0.5‑1.0％、镁3‑4.5％、磷0.05‑0.1％、硼0.01‑0.2％、锌0.2‑1.2％、铜0.2‑0.3％、钆0.012‑0.018％，余量为铝以及总量不大于0.2％的杂质。本发明的制备方法通过采用合适的材料、挤压温度、挤压系数、淬火冷却方式、和时效方式，使生产出的前舱中继器用高强铝合金型材性能达到：拉伸强度大于500MPa、伸长率大于12％；而且并且整个工艺生产效率以及成品率高，成本低；本发明制得的铝合金型材综合力学性能优异，具有较高的抗拉强度，韧性好，抗疲劳性好，形成的前舱中继器用高强铝合金型材不仅质量轻，而且具有很高的的强度，可应用于新能源汽车。

Description

一种前舱中继器用高强铝合金型材及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金材料加工技术领域，尤其涉及一种前舱中继器用高强铝合金型材及其制备方法。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶中已大量应用。目前，汽车行业快速发展，人们对汽车的性价比要求越来越高，新能源汽车中继器铝制支架是新能源汽车中继器重要的零部件，对中继器的支撑需要铝制支架就有较高的强度，同时由于是应用于在新能源汽车上，汽车上的每个零部件都要进行轻量化设计与制造，该支架既要满足强度的要求，又要满足轻量化的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种前舱中继器用高强铝合金型材及其制备方法，该铝合金型材不仅质量轻，而且具有很高的的强度。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明第一方面是提供了一种前舱中继器用高强铝合金型材，按质量百分比计，由以下化学成分组成：钛0.3-0.8％、锡0.5-2.0％、镍0.1-0.8％、硅0.4-1.2％、铬0.1-0.6％、锆0.5-1.0％、镁3-4.5％、磷0.05-0.1％、硼0.01-0.2％、锌0.2-1.2％、铜0.2-0.3％、钆0.012-0.018％，余量为铝以及总量不大于0.2％的杂质。
进一步地，所述前舱中继器用高强铝合金型材按质量百分比计，由以下化学成分组成：钛0.5-0.7％、锡0.5-1.0％、镍0.1-0.8％、硅0.8-1.0％、铬0.3-0.6％、锆0.7-1.0％、镁3.5-4.5％、磷0.05-0.6％、硼0.05-0.1％、锌0.6-0.8％、铜0.2-0.3％、钆0.014-0.016％，余量为铝以及总量不大于0.2％的杂质。
本发明第二方面是提供了前舱中继器用高强铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
S1，按前舱中继器用高强铝合金型材的化学成分以及质量百分比称取电解铜、金属硅、金属锡、金属镍、金属铬、金属锆、金属镁、金属锌、铝-钛中间合金、铝-磷中间合金、铝-硼中间合金和铝-钆中间合金；
S2，将电解铜、金属镍、金属铝放入熔化炉中，在温度为770-780℃下预熔炼20min，熔炼过程中加入木炭覆盖，待其熔化后保温20min，760-770℃温度下加入金属锡和金属硅，保温20-25min，温度760℃下，加入金属铬、金属锌，再保温10-20min，随后开始捞渣，充气，升温到790-800℃，加入铝-钛中间合金、铝-磷中间合金、铝-硼中间合金和铝-钆中间合金，以及一定量的金属锆和金属镁，得到铝合金溶液；
S3，将步骤S2得到的铝合金熔液在790-800℃温度下倒入静置炉，采用吹入氩气和精炼剂配合使用的方法，进行精炼、除气，取样分析，调整至合格；
S4，浇注，得到铝合金锭，冷却至室温，在室温下保持18-24小时；分段式升温至495-505℃；
S5：将模具加温至470-490℃，然后利用挤压机将加热好的铝合金锭从加热好的模具中挤出形成铝合金型材，挤压速度10-12米/min；风冷型材表面温度至110-130℃，放入2-5℃水性淬火液中进行淬火处理2-3分钟；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行拉伸校直处理；
S6：将拉伸矫直后的铝合金型材进行四级时效处理后，在175-185℃下保温8h，出炉空冷至室温，即得所述前舱中继器用高强铝合金型材。
进一步地，S3中，所述精炼采用的精炼剂由以下重量份的的组分组成：硝酸钠20份、氟酸钛钾6份、氯化钾36份、硫酸钠6份、五氯化磷12份、氟硼酸钠15份、碳酸钙10份和木炭粉18份。
进一步地，S4中，所述分段式升温具体为：以6℃/分钟，升温至280-290℃，保温8小时；再以8℃/分钟，升温至495-505℃，保温5小时。
进一步地，S4中，所述浇注温度为750-770℃。
进一步地，S6中，所述四级时效处理为：先以40-50℃/h升温至85-90℃，保温10-12h，空冷至室温，然后以35-40℃/h升温至65-70℃，保温16-18h，再以55-60℃/h升温至160-180℃，保温8-10h，再以45-50℃/h降温至75-80℃，保温12-14h，空冷至室温，然后以55-65℃/h升温至110-120℃，保温12-15h，空冷至室温，然后以80-90℃/h升温至180-195℃，保温5-8h，再以45-50℃/h降温至75-80℃，保温12-16h，空冷至室温。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的制备方法通过采用合适的材料、挤压温度、挤压系数、淬火冷却方式、和时效方式，使生产出的前舱中继器用高强铝合金型材性能达到：拉伸强度大于500MPa、伸长率大于12％；而且并且整个工艺生产效率以及成品率高，成本低；本发明制得的铝合金型材综合力学性能优异，具有较高的抗拉强度，韧性好，抗疲劳性好，形成的前舱中继器用高强铝合金型材不仅质量轻，而且具有很高的的强度，可应用于新能源汽车。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
前舱中继器用高强铝合金型材按质量百分比计，由以下化学成分组成：钛0.5％、锡0.5％、镍0.1％、硅0.8％、铬0.3％、锆0.7％、镁3.5％、磷0.05％、硼0.05％、锌0.6％、铜0.2％、钆0.014％，余量为铝以及总量不大于0.2％的杂质。
实施例2
前舱中继器用高强铝合金型材按质量百分比计，由以下化学成分组成：钛0.7％、锡1.0％、镍0.8％、硅1.0％、铬0.6％、锆1.0％、镁4.5％、磷0.6％、硼0.1％、锌0.8％、铜0.3％、钆0.016％，余量为铝以及总量不大于0.2％的杂质。
实施例3
前舱中继器用高强铝合金型材按质量百分比计，由以下化学成分组成：钛0.6％、锡0.7％、镍0.5％、硅0.9％、铬0.5％、锆0.9％、镁4％、磷0.3％、硼0.08％、锌0.7％、铜0.25％、钆0.015％，余量为铝以及总量不大于0.2％的杂质。
实施例4
前舱中继器用高强铝合金型材的制备：
S1，按实施例1-3中所述前舱中继器用高强铝合金型材的化学成分比例，称取电解铜、金属硅、金属锡、金属镍、金属铬、金属锆、金属镁、金属锌、铝-钛中间合金、铝-磷中间合金、铝-硼中间合金和铝-钆中间合金；
S2，将电解铜、金属镍、金属铝放入熔化炉中，在温度为770-780℃下预熔炼20min，熔炼过程中加入木炭覆盖，待其熔化后保温20min，760-770℃温度下加入金属锡和金属硅，保温20-25min，温度760℃下，加入金属铬、金属锌，再保温10-20min，随后开始捞渣，充气，升温到790-800℃，加入铝-钛中间合金、铝-磷中间合金、铝-硼中间合金和铝-钆中间合金，以及一定量的金属锆和金属镁，得到铝合金溶液；
S3，将步骤S2得到的铝合金熔液在790-800℃温度下倒入静置炉，采用吹入氩气和精炼剂配合使用的方法，进行精炼、除气，取样分析，调整至合格；
S4，浇注，得到铝合金锭，冷却至室温，在室温下保持18-24小时；分段式升温至495-505℃；
S5：将模具加温至470-490℃，然后利用挤压机将加热好的铝合金锭从加热好的模具中挤出形成铝合金型材，挤压速度10-12米/min；风冷型材表面温度至110-130℃，放入2-5℃水性淬火液中进行淬火处理2-3分钟；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行拉伸校直处理；
S6：将拉伸矫直后的铝合金型材进行四级时效处理后，在175-185℃下保温8h，出炉空冷至室温，即得所述前舱中继器用高强铝合金型材。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种前舱中继器用高强铝合金型材，其特征在于，按质量百分比计，由以下化学成分组成：钛0.3-0.8％、锡0.5-2.0％、镍0.1-0.8％、硅0.4-1.2％、铬0.1-0.6％、锆0.5-1.0％、镁3-4.5％、磷0.05-0.1％、硼0.01-0.2％、锌0.2-1.2％、铜0.2-0.3％、钆0.012-0.018％，余量为铝以及总量不大于0.2％的杂质。
2.根据权利要求1所述的前舱中继器用高强铝合金型材，其特征在于，按质量百分比计，由以下化学成分组成：钛0.5-0.7％、锡0.5-1.0％、镍0.1-0.8％、硅0.8-1.0％、铬0.3-0.6％、锆0.7-1.0％、镁3.5-4.5％、磷0.05-0.6％、硼0.05-0.1％、锌0.6-0.8％、铜0.2-0.3％、钆0.014-0.016％，余量为铝以及总量不大于0.2％的杂质。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的前舱中继器用高强铝合金型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，按前舱中继器用高强铝合金型材的化学成分以及质量百分比称取电解铜、金属硅、金属锡、金属镍、金属铬、金属锆、金属镁、金属锌、铝-钛中间合金、铝-磷中间合金、铝-硼中间合金和铝-钆中间合金；
S2，将电解铜、金属镍、金属铝放入熔化炉中，在温度为770-780℃下预熔炼20min，熔炼过程中加入木炭覆盖，待其熔化后保温20min，760-770℃温度下加入金属锡和金属硅，保温20-25min，温度760℃下，加入金属铬、金属锌，再保温10-20min，随后开始捞渣，充气，升温到790-800℃，加入铝-钛中间合金、铝-磷中间合金、铝-硼中间合金和铝-钆中间合金，以及一定量的金属锆和金属镁，得到铝合金溶液；
S3，将步骤S2得到的铝合金熔液在790-800℃温度下倒入静置炉，采用吹入氩气和精炼剂配合使用的方法，进行精炼、除气，取样分析，调整至合格；
S4，浇注，得到铝合金锭，冷却至室温，在室温下保持18-24小时；分段式升温至495-505℃；
S5：将模具加温至470-490℃，然后利用挤压机将加热好的铝合金锭从加热好的模具中挤出形成铝合金型材，挤压速度10-12米/min；风冷型材表面温度至110-130℃，放入2-5℃水性淬火液中进行淬火处理2-3分钟；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行拉伸校直处理；
S6：将拉伸矫直后的铝合金型材进行四级时效处理后，在175-185℃下保温8h，出炉空冷至室温，即得所述前舱中继器用高强铝合金型材。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，S3中，所述精炼采用的精炼剂由以下重量份的的组分组成：硝酸钠20份、氟酸钛钾6份、氯化钾36份、硫酸钠6份、五氯化磷12份、氟硼酸钠15份、碳酸钙10份和木炭粉18份。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，S4中，所述分段式升温具体为：以6℃/分钟，升温至280-290℃，保温8小时；再以8℃/分钟，升温至495-505℃，保温5小时。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，S4中，所述浇注温度为750-770℃。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，S6中，所述四级时效处理为：先以40-50℃/h升温至85-90℃，保温10-12h，空冷至室温，然后以35-40℃/h升温至65-70℃，保温16-18h，再以55-60℃/h升温至160-180℃，保温8-10h，再以45-50℃/h降温至75-80℃，保温12-14h，空冷至室温，然后以55-65℃/h升温至110-120℃，保温12-15h，空冷至室温，然后以80-90℃/h升温至180-195℃，保温5-8h，再以45-50℃/h降温至75-80℃，保温12-16h，空冷至室温。
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