CN112496071B - 一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺 - Google Patents

一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于铝合金制造技术领域，涉及一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺，按照如下重量份数比配制铝合金原料Si：0.7～1.3％、Fe≤0.5％、Cu≤0.1％、Mn：0.4～1.0％、Mg：0.6～1.2％、Cr≤0.25％、Zn≤0.2％、Ti≤0.1％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al，固溶淬火后铝合金型材停放的6～12h内进行制度为180～200℃×5～20min的预处理，解决现有6082铝合金型材停放效应严重，停放后的铝合金型材拉弯时容易出现橘皮、开裂，导致产品不合格率增加的问题。

Description

一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺
技术领域
本发明属于铝合金制造技术领域，涉及一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺。
背景技术
随着新能源汽车的不断发展，6系铝合金在汽车车身上的应用也不断增多。其中6082合金是6系铝合金中的硬质合金。被广泛的应用在车身横梁、纵梁等承重结构件上。型材经挤压生产后，还需进行拉弯加工，达到一定的形状和角度才能安装在车架上。实际6082合金车辆型材挤压生产时，会先将铸锭预热至500-520℃，然后进行挤压。入淬温度在500-530℃之间。6082合金的型材通常采用穿水或水罐淬火，从而达到充分固溶的效果。挤压工序结束后，型材会转序到车厢厂进行拉弯加工。除急于发货的产品外，一般型材在挤压结束后会停放2-30天才会进行拉弯加工。
众所周知，6082合金有严重的停放效应，通过对比实验可知，停放30天后，6082-T4态的屈服强度通常会提高30MPa，若此时进行拉弯加工时，拉弯机则需用更大的力才能将型材拉弯至要求的角度，换言之，相同的拉弯工艺，并不适用于停放较长时间的型材，还需重新进行调试，增加了生产周期；并且，由于型材强度提高，进行拉弯时更容易出现橘皮或者开裂，从而导致不合格产品出现，降低了成品率也增加了生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有6082铝合金型材停放效应严重，停放后的铝合金型材拉弯时容易出现橘皮、开裂，导致产品不合格率增加的问题，提供一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺，包括以下步骤：
A、配料：按照如下重量份数比配制铝合金原料Si：0.7～1.3％、Fe≤0.5％、Cu≤0.1％、Mn：0.4～1.0％、Mg：0.6～1.2％、Cr≤0.25％、Zn≤0.2％、Ti≤0.1％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al；
B、熔铸：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为710～760℃，将熔炼后的液态铝合金经静置、精炼、扒渣、在线除气、过滤工序后，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；
C、挤压：将熔铸后的铝合金铸锭预加热至500～520℃后送入铝合金挤压机中挤压成型，得到铝合金型材，其中挤压机的挤压速度为4～8m/min；
D、固溶淬火：将挤压机挤出后的铝合金型材进行淬火，淬火冷却方式为穿水或水罐淬火；
E、预处理：将固溶淬火后铝合金型材停放的6～12h内进行制度为180～200℃×5～20min的预处理；
F、拉弯：预处理后铝型材进行拉弯时，拉伸力控制在型材屈服点的90％以下；
G、时效：将淬火后的铝合金型材进行时效热处理，时效温度为160～180℃，时效时间为8～10h。
进一步，步骤B采用半连续水冷铸造方式将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭。
进一步，步骤C中挤压机为卧式挤压机。
进一步，步骤D淬火过程中淬火区域长度控制在15m以内，淬火结束后的铝合金型材出淬火区的温度为≤50℃。
进一步，步骤F铝合金型材为空心型材时，拉弯工序选择钢板加硬塑料填充空心型材，即保证了型材的弯曲角度、平整度、型材内壁的完好性，又便于操作，拉弯成型后填充物易于拔出。
进一步，步骤G铝合金型材的时效温度为170℃，时效时间为9h。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所公开的新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺，在型材挤压结束后的6-12h内进行预处理，预处理制度为180～200℃×5～20min。经预处理后的型材，停放30天后，屈服强度提高不超过10MPa。其主要原因是现有6082合金拉弯型材，经充分淬火后，基体处于非平衡状态，溶质原子扩散能大。导致停放时，基体内溶质原子不断聚集，形成GP区，使型材强度不断提高，韧性降低。便导致了拉弯加工时生产不稳定。增加了生产成本，同时也增加了产品的废品率。经预处理后的6082合金拉弯型材挤压结束后，经160～180℃×8～10h时效处理时，基体内的溶质原子会快速均匀的形成P-GP区(预处理时形成的GP区)，消耗了基体内过饱和溶质原子，降低了溶质原子的扩散能，使其在后续停放时避免发生原子聚集形成GP区，使型材强度提高的现象。并且预时效处理时间很短，不会形成大尺寸的P-GP区，型材强度并不会明显增长。所以预处理可以抑制型材的停放效应，避免了拉弯加工时的不稳定现象。降低了生产成本，同时也降低了产品的废品率。
2、本发明所公开的新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺，为了使6082合金拉弯型材在拉弯加工时能够稳定生产，避免发生多次对拉弯机工艺调试，减少型材拉弯时出现严重橘皮或者开裂现象。将挤压结束后的6082合金拉弯型材，进行制度为180～200℃×5～20min的预处理，使型材性能不会随着停放而增加，避免了后期拉弯加工出现上述不稳定现象。经180～200℃×5～20min预处理后，可以抑制型材的停放效应，避免了拉弯加工时的不稳定现象，无论停放时间的长短再进行拉弯加工时，避免出现由于性能升高，导致重新调试或不合格产品的出现。减少了生产周期，提高了成品率，降低了生产成本。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明对比例所制备型材拉弯未进行长时间停放的形貌图；
图2为本发明对比例所制备型材拉弯长时间停放后的形貌图；
图3为本发明实施例所制备型材拉弯长时间停放后的形貌图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺，包括以下步骤：
A、配料：按照如下重量份数比配制铝合金原料Si：0.7％、Fe：0.5％、Cu：0.1％、Mn：0.4％、Mg：0.6％、Cr：0.25％、Zn：0.2％、Ti：0.1％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al；
B、熔铸：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为710～760℃，将熔炼后的液态铝合金经静置、精炼、扒渣、在线除气、过滤工序后，采用半连续水冷铸造方式将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；
C、挤压：将熔铸后的铝合金铸锭预加热至500～520℃后送入卧式铝合金挤压机中挤压成型，得到铝合金型材，其中挤压机的挤压速度为4～8m/min；
D、固溶淬火：将挤压机挤出后的铝合金型材进行淬火，淬火冷却方式为穿水或水罐淬火，淬火区域长度控制在15m以内，淬火结束后的铝合金型材出淬火区的温度为≤50℃；
E、预处理：将固溶淬火后铝合金型材停放的6～12h内进行制度为190℃×10min的预处理；
F、拉弯：预处理后铝型材进行拉弯时，拉伸力控制在型材屈服点的90％，铝合金型材为空心型材时，拉弯工序选择钢板加硬塑料填充空心型材，即保证了型材的弯曲角度、平整度、型材内壁的完好性，又便于操作，拉弯成型后填充物易于拔出；
G、时效：将淬火后的铝合金型材进行时效热处理，时效温度为170℃，时效时间为9h。
对比例
一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺，包括以下步骤：
A、配料：按照如下重量份数比配制铝合金原料Si：0.7％、Fe：0.5％、Cu：0.1％、Mn：0.4％、Mg：0.6％、Cr：0.25％、Zn：0.2％、Ti：0.1％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al；
B、熔铸：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为710～760℃，将熔炼后的液态铝合金经静置、精炼、扒渣、在线除气、过滤工序后，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；
C、挤压：将熔铸后的铝合金铸锭预加热至500～520℃后送入铝合金挤压机中挤压成型，得到铝合金型材，其中挤压机的挤压速度为4～8m/min；
D、固溶淬火：将挤压机挤出后的铝合金型材进行淬火，淬火冷却方式为穿水或水罐淬火；
E、拉弯：预处理后铝型材进行拉弯时，拉伸力控制在型材屈服点的90％以下；
F、时效：将淬火后的铝合金型材进行时效热处理，时效温度为170℃，时效时间为9h。
图1为本发明对比例所制备型材拉弯未进行长时间停放的形貌图；图2为本发明对比例所制备型材拉弯长时间停放后的形貌图；可以看出采用对比例的生产工艺制备的铝合金型材经过长时间停放后拉弯，铝型材表面会出现严重橘皮且在拉弯处会发生开裂。
图3为本发明实施例所制备型材拉弯长时间停放后的形貌图。可以看出采用实施例的生产工艺制备的铝合金型材经过长时间停放后拉弯，铝型材表面只出现了轻微橘皮且未在拉弯处会发生开裂。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种新能源汽车用铝合金拉弯型材生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、配料：按照如下重量份数比配制铝合金原料Si：0.7～1.3％、Fe≤0.5％、Cu≤0.1％、Mn：0.4～1.0％、Mg：0.6～1.2％、Cr≤0.25％、Zn≤0.2％、Ti≤0.1％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al；
B、熔铸：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为710～760℃，将熔炼后的液态铝合金经静置、精炼、扒渣、在线除气、过滤工序后，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；
C、挤压：将熔铸后的铝合金铸锭预加热至500～520℃后送入铝合金挤压机中挤压成型，得到铝合金型材，其中挤压机的挤压速度为4～8m/min；
D、固溶淬火：将挤压机挤出后的铝合金型材进行淬火，淬火冷却方式为穿水或水罐淬火；
E、预处理：将固溶淬火后铝合金型材停放的6～12h内进行制度为180～200℃×5～20min的预处理；
F、拉弯：预处理后铝型材进行拉弯时，拉伸力控制在型材屈服点的90％以下；
G、时效：将淬火后的铝合金型材进行时效热处理，时效温度为160～180℃，时效时间为8～10h。
2.如权利要求1所述的铝合金拉弯型材生产工艺，其特征在于，步骤B采用半连续水冷铸造方式将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭。
3.如权利要求2所述的铝合金拉弯型材生产工艺，其特征在于，步骤C中挤压机为卧式挤压机。
4.如权利要求3所述的铝合金拉弯型材生产工艺，其特征在于，步骤D淬火过程中淬火区域长度控制在15m以内，淬火结束后的铝合金型材出淬火区的温度为≤50℃。
5.如权利要求4所述的铝合金拉弯型材生产工艺，其特征在于，步骤F铝合金型材为空心型材时，拉弯工序选择钢板加硬塑料填充空心型材，即保证了型材的弯曲角度、平整度、型材内壁的完好性，又便于操作，拉弯成型后填充物易于拔出。
6.如权利要求5所述的铝合金拉弯型材生产工艺，其特征在于，步骤G铝合金型材的时效温度为170℃，时效时间为9h。
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