CN114134376A - 一种Mg-Cu铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铝合金制备技术领域，具体涉及一种Mg‑Cu铝合金及其制备方法，通过添加Cu元素，铜具有一定固溶强化效果，此外时效析出的CuAI2具有明显的时效强化效果；Mg元素能够使铝合金的可焊性增加，抗腐蚀性较好，具有一定的强度，使复合带具有高可塑性、抗腐蚀性能，来弥补传统材料制作的翅片容易出现弯曲倒伏、腐蚀等的缺陷，从而提高空冷器长期使用情况下的换热效率和使用寿命，并且能够适用于多种汽车空冷器对不同工作压力的要求。

Description

一种Mg-Cu铝合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金制备技术领域，具体涉及一种Mg-Cu铝合金及其制备方法。
背景技术
近年来，铝合金在航空、航天、兵器和交通等行业等领域得到了广泛应用。特别是对轻量化程度要求高的重要结构件，大多数采用变形铝合金制造，并对其进行热处理以获得高的强韧性。
现有技术中，空冷器一般都由铝合金板制成，由于目前国产加工散热片设备受其加工精度的影响，加工的散热片高度误差较大，在和带孔管束接触中，或多或少的存在不同的间隙，在钎焊过程中必然会带来许多虚焊点，给以后的修补带来许多麻烦，同时，汽车空冷器由于要承受较高的压力，同时承担制冷剂的不断腐蚀，对材质要求就提出更多要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
本发明提供一种Mg-Cu铝合金，按重量百分比包括：
2.1-4.5％的Cu；
0.9-1.7％的Mg；
0.2-0.35％的Mn；
0.1-0.15％的Si；
0.02-0.1％的Ti；
0.04-0.12％的Zr；
余量为AI。
进一步地，Cu：Mg的比例在1.6-2.5。
进一步地，一种Mg-Cu铝合金的制备方法，包括如下步骤：
a.加入2.1-4.5％的Cu、0.9-1.7％的Mg、0.2-0.35％的Mn、0.1-0.15％的Si、0.02-0.1％的Ti、0.04-0.12％的Zr和余量的AI至熔炼炉中熔融，升温至750-780℃，熔融并搅拌至均匀状态；
b.转入保温炉中，在720-750℃保温2-3小时；
c.将保温后的铝合金进行浇注定型、然后挤压降温至500-520℃，得到铝合金铸锭；
d.将铸锭进一次均匀化处理和二次均匀化处理；
e.将均匀化后的铸锭进行轧制，得到铝合金板坯；
f.将铝合金板坯进行退火处理操作，退火温度为300-330℃，退火时间为1-2h；
g.固热溶处理，将铝合金板坯置于电阻炉内，升温至500-510℃，保温1.5-2h，得到固溶态产品；
h.时效处理。
进一步地，步骤d中一次均匀化处理的处理温度为330-350℃，处理时间为4-6.5h；二次均匀化处理的处理温度为420-440℃，处理时间为16-19h。
进一步地，步骤h中时效处理包括高温时效处理，处理温度为220-240℃，处理温度为0.5-1.5h；中温时效处理，处理温度为150-170℃，处理时间为0.5-1.5h；低温时效处理，处理温度为70-90℃，处理时间为2-4h。
本发明具有的优点或者有益效果：
本发明提供的Mg-Cu铝合金，通过添加Cu元素，铜具有一定固溶强化效果，此外时效析出的CuAI2具有明显的时效强化效果；Mg元素能够使铝合金的可焊性增加，抗腐蚀性较好，具有一定的强度，使复合带具有高可塑性、抗腐蚀性能，来弥补传统材料制作的翅片容易出现弯曲倒伏、腐蚀等的缺陷，从而提高空冷器长期使用情况下的换热效率和使用寿命，并且能够适用于多种汽车空冷器对不同工作压力的要求。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。
应当理解的是，当在本说明书中如使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，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，因此不能理解为对本发明的限制。
如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行说明，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下提供的本发明实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
现有技术中，空冷器一般都由铝合金板制成，由于目前国产加工散热片设备受其加工精度的影响，加工的散热片高度误差较大，在和带孔管束接触中，或多或少的存在不同的间隙，在钎焊过程中必然会带来许多虚焊点，给以后的修补带来许多麻烦，同时，汽车空冷器由于要承受较高的压力，同时承担制冷剂的不断腐蚀，对材质要求就提出更多要求。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种Mg-Cu铝合金，按重量百分比包括：
2.1-4.5％的Cu；
0.9-1.7％的Mg；
0.2-0.35％的Mn；
0.1-0.15％的Si；
0.02-0.1％的Ti；
0.04-0.12％的Zr；
余量为AI。
本发明提供的Mg-Cu铝合金，通过添加Cu元素，铜具有一定固溶强化效果，此外时效析出的CuAI2具有明显的时效强化效果；Mg元素能够使铝合金的可焊性增加，抗腐蚀性较好，此外，在铝合金中还加入了Mn元素，能够起到补充强化的作用，加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能，具有一定的强度，使复合带具有高可塑性、抗腐蚀性能，来弥补传统材料制作的翅片容易出现弯曲倒伏、腐蚀等的缺陷，从而提高空冷器长期使用情况下的换热效率和使用寿命，并且能够适用于多种汽车空冷器对不同工作压力的要求。
优选地，Cu：Mg的比例在1.6-2.5。
优选地，种Mg-Cu铝合金的制备方法，包括如下步骤：
a.加入2.7-3.1％的Cu、1.2-1.4％的Mg、0.25-0.3％的Mn、0.1-0.12％的Si、0.04-0.055％的Ti、0.05-0.06％的Zr和余量的AI至熔炼炉中熔融，升温至750-780℃，熔融并搅拌至均匀状态；
b.转入保温炉中，在720-750℃保温2-3小时；
c.将保温后的铝合金进行浇注定型、然后挤压降温至500-520℃，得到铝合金铸锭；
d.将铸锭进一次均匀化处理，处理温度为330-350℃，处理时间为4-6.5h；和二次均匀化处理，处理温度为420-440℃，处理时间为16-19h。
e.将均匀化后的铸锭进行轧制，得到铝合金板坯；
f.将铝合金板坯进行退火处理操作，退火温度为300-330℃，退火时间为1-2h；
g.固热溶处理，将铝合金板坯置于电阻炉内，升温至500-510℃，保温1.5-2h，得到固溶态产品；
h.时效处理，包括高温时效处理，处理温度为220-240℃，处理温度为0.5-1.5h；中温时效处理，处理温度为150-170℃，处理时间为0.5-1.5h；低温时效处理，处理温度为70-90℃，处理时间为2-4h。
本发明依次将铝合金进行熔融、铸锭、均匀化处理、轧制、退火、固热溶处理和时效处理，并配合各个组份的添加量的调整，能够获得耐腐蚀性好、可塑性高的铝合金，二次均匀化处理能够改变铸锭内部的组织和性能，有利于后续的加工工作，使合金内部的结晶组织得到改善，铸造应力得以消除，偏析减少；最后通过时效处理，将退火后的板坯的强度和硬度有所增加，塑性韧性和内应力有所减少，从整体上提高铝合金的机械性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种Mg-Cu铝合金，其特征在于，按重量百分比包括：
2.1-4.5％的Cu；
0.9-1.7％的Mg；
0.2-0.35％的Mn；
0.1-0.15％的Si；
0.02-0.1％的Ti；
0.04-0.12％的Zr；
余量为AI。
2.根据权利要求1所述的Mg-Cu铝合金，其特征在于，Cu：Mg的比例在1.6-2.5。
3.一种Mg-Cu铝合金的制备方法，其特征在于，按照权利要求1-2任一所述的Mg-Cu铝合金所含成分，包括如下步骤：
a.加入2.1-4.5％的Cu、0.9-1.7％的Mg、0.2-0.35％的Mn、0.1-0.15％的Si、0.02-0.1％的Ti、0.04-0.12％的Zr和余量的AI至熔炼炉中熔融，升温至750-780℃，熔融并搅拌至均匀状态；
b.转入保温炉中，在720-750℃保温2-3小时；
c.将保温后的铝合金进行浇注定型、然后挤压降温至500-520℃，得到铝合金铸锭；
d.将铸锭进一次均匀化处理和二次均匀化处理；
e.将均匀化后的铸锭进行轧制，得到铝合金板坯；
f.将铝合金板坯进行退火处理操作，退火温度为300-330℃，退火时间为1-2h；
g.固热溶处理，将铝合金板坯置于电阻炉内，升温至500-510℃，保温1.5-2h，得到固溶态产品；
h.时效处理。
4.根据权利要求3中所述的Mg-Cu铝合金的制备方法，其特征在于，步骤d中一次均匀化处理的处理温度为330-350℃，处理时间为4-6.5h；二次均匀化处理的处理温度为420-440℃，处理时间为16-19h。
5.根据权利要求3中所述的Mg-Cu铝合金的制备方法，其特征在于，步骤h中时效处理包括高温时效处理，处理温度为220-240℃，处理温度为0.5-1.5h；中温时效处理，处理温度为150-170℃，处理时间为0.5-1.5h；低温时效处理，处理温度为70-90℃，处理时间为2-4h。
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