CN114480924B - 一种铝合金材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金材料及其制备方法与应用，一种铝合金材料，按重量百分数计，包括如下组分：Cu 0.05～0.30％、Mn 0.25～0.35％、Cr 0.10～0.13％、V 0.02～0.08％、Zr 0.02～0.08％、Si 0.78～0.95％、Mg 0.62～0.82％和Ti 0.010～0.04％，余量为Al和杂质。本发明的铝合金材料使铝合金挤压变形抗力小，挤压顺畅。同时获得一定的强度，适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金材料且制备成本相对较低。

Description

一种铝合金材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，具体涉及一种铝合金材料及其制备方法与应用。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，因其密度低，强度高，塑性好，可加工成各种材料；铝合金还具有优良的导电性、导热性、抗蚀性等性能，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。
目前，车用铝合金材料，例如新能源电池箱体用的铝合金材料，长度多在1000至2500mm间，且因为需要符合材料间以及材料与其他零件的配合要求，材料断面多为复杂多腔的薄壁结构，同时对铝合金材料有严格的形位、尺寸精度要求。目前在用铝合金的屈服强度多在260MPa左右，因此没有办法进一步提高相关性能满足减壁，实现轻量化且生产的复杂多腔的薄壁铝合金材料目的。同时，相关技术中，通常会加入Al-Sc中间合金，但其价格较为昂贵也限制了铝合金的应用。
因此需要提供一种成本低廉的适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金材料。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种铝合金材料，通过原料间的复配，使本发明的铝合金材料具有高强度，优异的热稳定性、耐应力腐蚀性能、耐剥落腐蚀性能、疲劳强度、焊接接头强度高的，同时具有较低水平的淬火敏感性，适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金材料。
本发明还提出一种上述铝合金材料的制备方法。
本发明还提出了一种上述铝合金材料在车用材料中的应用。
本发明还提出了一种上述铝合金材料在轨道交通中的应用。
根据本发明的一个方面，提出了一种铝合金材料，按重量百分数计，包括如下组分： Cu 0.05～0.30％、Mn 0.25～0.35％、Cr 0.10～0.13％、V 0.02～0.08％、Zr 0.02～0.08％、Si 0.78～0.95％、Mg 0.62～0.82％和Ti 0.010～0.04％，余量为Al和杂质。
本发明的铝合金材料，至少具有以下有益效果：
1.本发明通过设计特定的合金成分组成，解决了铝合金的强度与挤压性能、综合性能之间的矛盾关系，使铝合金同时具有一定的强度、极优的挤压、综合应用性能。本发明提供的铝合金材料的抗拉强度为320～350MPa，满足复杂多腔的薄壁铝合金材料要求。
2.在铝合金中，Si和Mg是形成强化相的主要合金元素，两者同时存在时会形成Mg2Si等时效强化相，Mg2Si析出相因固溶容易，所以固溶热处理简单，可以采用在线淬火方式达到固溶效果，随着Si、Mg含量的增加，其抗拉强度随之增加。本铝合金材料适量的Si元素，在使Mg充分利用，形成Mg2Si的析出强化相的同时，剩余的Si不仅能提高材料的时效硬化效果，同时能改善材料的挤压性能，增加合金的高温流动性，使得材料挤压空心薄壁异材料时难度大幅度降低。同时挤压在线进行淬火(如强风冷、水雾冷、水冷)而不牺牲力学性能，如此可以保证最终产品的尺寸精度和力学性能。
3.Cu在铝合金中能提高沉淀相的弥散度，也能起到固溶强化的效果，本发明使用的范围控制在0.05～0.30％，使合金具有良好的综合性能，在保证高强度的前提下控制了Cu的添加量。
4.Mn在合金中除了能起到一定强化效果的同时，在均匀化处理过程中还可以MnAl6弥散相的形式析出，此相可有效的阻止热加工或热处理过程中晶粒的再结晶，从而促进材料形成纤维组织。
5.Al-V中间合金加入熔体中，经过特殊的熔炼、均匀化处理工艺后，V与Si、Cr、 Ti等元素结合后析出亚稳细小的椭球状Al(VCrTi)Si弥散相，其可以达到抑制再结晶效果；同时V元素属于本发明的核心添加元素，以Al-V中间合金加入的亚稳态Al3V相在熔炼过程中形成细小的含V质点，可显著细化铸锭晶粒组织。经过三级均匀化处理后， Al3V与Si、Cr、Ti等元素结合后析出亚稳细小的椭球状Al(VCrTi)Si弥散相，椭球状 Al(VCrTi)Si弥散相能够钉扎位错，阻碍位错运动，抑制再结晶形核和长大，促进材料纤维组织的形成，从而显著强化挤压材性能。
6.采用Zr的复合添加，在保证其他弥散相的有利作用的同时，能有效的降低成本，更重要的是，经过试验验证，Zr的添加，形成的Al3Zr相更加稳定，能协同其他弥散相颗粒一起抑制再结晶。
7.Ti的主要作用是细化焊缝晶粒组织，降低焊接裂纹倾向，提高焊缝强度。
在本发明的一些实施方式中，按重量百分数计，所述V和Zr的重量百分数之和不高于0.15％。
在本发明的一些实施方式中，所述Mn、Cr、V和Zr的重量百分数之和不高于总重量的0.48％。
在本发明的一些实施方式中，所述Mn和所述Cr的重量比为2.2～3。
Cr与Mn的复合添加能更加有效的抑制材料在热加工或热处理过程中的晶粒形核与再结晶，除了能沉淀强化以外，能促进材料形成纤维组织，能大幅提高材料的疲劳强度等性能，但是Cr能大幅提高材料的淬火敏感性，所以需要与Mn进行搭配添加，本发明中将Mn与Cr的添加比例设置为2.2～3，能更好的平衡Cr元素的好处与带来的负面影响。
在本发明的一些实施方式中，所述铝合金材料断面为多腔的薄壁结构。
在本发明的一些实施方式中，按重量百分数计，还包括如下原料：Fe≤0.20％。
Mn能有效的促进Fe相球化成球状的α(Fe，Mn)Al6相，改善原本的针状的Fe 相对材料的挤压、焊接、疲劳、机械等性能的不利影响。
在本发明的一些实施方式中，所述铝合金材料的抗拉强度为320～400MPa。
本发明的第二个方面提出了一种铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：按配比称取铝锭、Al-Si中间合金、Mg锭、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金、紫铜、Mn剂和Cr剂和Al-Ti中间合金，
将所述铝锭熔炼后加入Al-Si中间合金、Mg锭、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金、紫铜、Mn剂、Cr剂和Al-Ti中间合金进行合金化得到铝合金熔体；
S2：对步骤S1得到的铝合金熔体进行精炼、合金成分分析调整、净化、铸造；
S3：三级均匀化处理步骤S2铸造所得的铝合金铸锭；
S4：挤压步骤S3所得铝合金铸锭；
S5：人工时效处理步骤S4所得挤压铝合金即得。
本发明的铝合金材料的制备方法至少具有以下有益效果：
使铝合金挤压变形抗力小，挤压顺畅。同时获得一定的强度，适用于制造复杂多腔的薄壁铝合金材料的要求。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S1中，所述熔化的温度为780～800℃。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S1中，在炉内添加Al-Ti中间合金时，控制Ti含量为0.005～0.03％。
在本发明的一些实施方式中，所述精炼剂的添加量为所述铝合金熔体质量的0.18～ 0.25％。
在本发明的一些实施方式中，所述步骤S2中，所述精炼的温度为730～750℃。
在本发明的一些实施方式中，所述精炼的时间为40min。
在本发明的一些实施方式中，所述成分分析调整包括：
将剩余需要添加的Ti以Al-Ti-B线杆方式加入，将Ti的质量含量控制在0.010～0.04％。
本发明在炉内提前添加了一定含量的Al-Ti中间合金，这使得Ti元素含量更高，由于Ti-B的细化原理，更多的Ti元素细化效果更加明显，也更加有利于提高焊接强度。
将其他合金成分控制在所述的范围内。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述精炼、所述铸造在惰性气体的体系下进行。
在本发明的一些实施方式中，所述惰性气体包括氩气。
在本发明的一些实施方式中，所述精炼通过炉底透气砖向铝熔体中通入惰性气体。
通过炉底透气砖向铝熔体中通入高纯氩气进行搅拌铸造搅拌可以保持体系的均匀性，确保弥散相的作用。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述净化过程包括除气净化和过滤净化中的至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S2中，所述除气净化的方式包括采用双级除气。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S2中，所述过滤净化的方式包括采用双级过滤处理。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述除气净化在箱式除气装置中进行。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述过滤净化在80目泡沫陶瓷过滤板和RD管式过滤器中进行。
在本发明的一些实施方式中，所述铸造的温度为680～700℃。
在本发明的一些实施方式中，所述净化和所述铸造的时间间隔在10min以内。
在本发明的一些实施方式中，步骤S3的三级均匀化处理工艺包括第一级均匀化处理、第二级均匀化处理和第三级均匀化处理。
本发明的三级均匀化处理工艺，采用多级均匀化处理的原因在于，本发明中添加了大量的Mn、Cr、Zr等微量元素，而这些微量元素的有效析出温度在300～450℃区间，所以第一级均匀化处理采用本温度附近的温度进行处理，第二级均匀化处理主要作用在于固溶Mg2Si强化相，这样就避免了高温的共晶反应发生过烧，就能将均匀化处理温度提高到更高的温度，第三级均匀化处理，主要作用是更好的消除晶内偏析、铸造应力以及球化含Fe相。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S3中，第一级均匀化处理的时间为2～4h。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S3中，第一级均匀化处理的温度为400～450℃。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S3中，第二级均匀化处理的温度为550～560℃。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S3中，所述第二级均匀化处理的时间为2～3h。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S3中，所述第三级均匀化处理的温度为560～570℃。
在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S3中，所述第三级均匀化处理的时间为6～8h。
在本发明的一些实施方式中，步骤S4中，所述挤压温度为480～530℃。
在本发明的一些实施方式中，步骤S5中，所述人工时效处理的温度为165～185℃。
在本发明的一些实施方式中，步骤S4中，所述人工时效处理的时间为6～10h。
本发明的第三个方面提出了所述的铝合金材料在车用部件中的应用。
本发明的第四个方面提出了所述的铝合金材料在轨道交通，航空航天，车用部件和通信设备中的应用。
本发明的铝合金材料强度高，挤压难度适中，工艺要求适中，综合性能优秀，可用于生产材料断面多为复杂多腔同时对铝合金材料的尺寸精度存在严格的形位尺寸精度要求的高强度用结构产品。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种铝合金，具体含量为：
按重量百分数计：Cu 0.05％、Fe 0.18％、Mn 0.25％、Si 0.78％、Mg0.62％、Zr0.03％、 Cr 0.10％、V 0.1％余量为Al进行备料，其中0.005％的Ti由Al-Ti中间合金提供，剩余 0.005％的Ti采用在线Al-Ti-B线杆。
实施例2
本实施例制备了一种铝合金，具体过程为：
S1、将实施例1原料中的Al装入冶炼炉(蓄热式节能炉)，将炉内温度控制在 750-800℃，使铝锭完全熔化成为铝熔体I；
然后按加入Al-Si中间合金、Mg锭、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金、紫铜、Mn 剂和Cr剂，对铝熔体进行合金化得到铝熔体II；
S2、按1.8kg/t的量向铝熔体II中加入精炼剂，进行精炼，精炼温度730℃，精炼时间40min，在精炼的同时通过炉底透气砖向铝熔体中通入高纯氩气进行搅拌、排气，然后扒渣得到铝熔体III，精炼过程中对体系进行化学成分分析，合金成分控制在实施例1 所述的范围内；
然后向铝熔体III中按Ti重量增量0.005％的数量加入Al-Ti中间合金，按Ti重量增量0.005％的数量将Al-Ti-B以线杆的方式加入得到铝熔体Ⅳ；
接着对铝熔体Ⅳ依次通过箱式除气装置和双级过滤系统(80目泡沫陶瓷过滤板+RD 管式过滤器)进行净化，在10min内680℃下对净化后的铝熔体Ⅳ进行铸造。
S3.将步骤S2铝熔体Ⅳ进行铸造后再进行三级均匀化处理，即升温到400℃保温4小时，再升温560℃保温2小时，再升温565℃保温8小时，再水雾冷至室温，得到铝合金铸锭。
S4、将步骤S3所得铝合金铸锭加热至500℃进行挤压成形，得到挤压铝合金；
S5、将步骤S4的挤压铝合金在175℃保温8h进行人工时效处理得到铝合金材料。
铝锭：采用牌号为Al99.7的铝锭，铝锭中Al的质量百分比为99.70％以上，符合标准GB/T 1196-2008《重熔用铝锭》；
镁锭：采用牌号为Mg9990的镁锭，镁锭中Mg的质量百分比为99.9％以上，符合标准GB/T 3499-2003《原生镁锭》；
合金添加剂(铝硅)：采用AlSi12中间合金，质量符合YS/T282-2000标准；
铝铜：采用AlCu40中间合金，质量符合YS/T282-2000标准；
铝锆：采用4％含量AlZr中间合金；
铝锭：采用牌号为Al99.7的铝锭，铝锭中Al的质量百分比为99.70％以上，符合标准GB/T 1196-2008《重熔用铝锭》；
镁锭：采用牌号为Mg9990的镁锭，镁锭中Mg的质量百分比为99.9％以上，符合标准GB/T 3499-2003《原生镁锭》；
合金添加剂(铝硅)：采用AlSi12中间合金，质量符合YS/T282-2000标准；
铝铜：采用AlCu40中间合金，质量符合YS/T282-2000标准；
铝钒：采用4％含量AlV中间合金；
实施例3
本实施例为一种铝合金，具体含量为：
按重量百分数计：Cu 0.05％、Fe 0.18％、Mn 0.35％、Si 0.88％、Mg0.82％、Zr0.03％、 Cr 0.10％、V 0.08％余量为Al进行备料，其中0.03％的Ti由Al-Ti中间合金提供，剩余 0.01％的Ti采用在线Al-Ti-B线杆。
实施例4
本实施例制备了一种铝合金，具体过程为：
S1、将实施例1原料中的Al装入冶炼炉(蓄热式节能炉)，将炉内温度控制在 750-800℃，使铝锭完全熔化成为铝熔体I；
然后按加入Al-Si中间合金、Mg锭、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金、紫铜、Mn 剂和Cr剂，对铝熔体进行合金化得到铝熔体II；
S2、按1.8kg/t的量向铝熔体II中加入精炼剂，进行精炼，精炼温度730℃，精炼时间40min，在精炼的同时通过炉底透气砖向铝熔体中通入高纯氩气进行搅拌、排气，然后扒渣得到铝熔体III，精炼过程中对体系进行化学成分分析，合金成分控制在实施例1 所述的范围内；
然后向铝熔体III中按Ti重量增量0.03％的数量加入Al-Ti中间合金，按Ti重量增量0.01％的数量将Al-Ti-B以线杆的方式加入得到铝熔体Ⅳ；
接着对铝熔体Ⅳ依次通过箱式除气装置和双级过滤系统(80目泡沫陶瓷过滤板+RD 管式过滤器)进行净化，在10min内680℃下对净化后的铝熔体Ⅳ进行铸造。
S3、将步骤S2铝熔体Ⅳ进行铸造后再进行三级均匀化处理，即升温到400℃保温4小时，再升温560℃保温2小时，再升温565℃保温8小时，再水雾冷至室温，得到铝合金铸锭。
S4、将步骤S3所得铝合金铸锭加热至500℃进行挤压成形，得到挤压铝合金。
S5、将步骤S4的挤压铝合金在175℃保温8h进行人工时效处理得到铝合金材料。
铝锭：采用牌号为Al99.7的铝锭，铝锭中Al的质量百分比为99.70％以上，符合标准GB/T 1196-2008《重熔用铝锭》；
镁锭：采用牌号为Mg9990的镁锭，镁锭中Mg的质量百分比为99.9％以上，符合标准GB/T 3499-2003《原生镁锭》；
合金添加剂(铝硅)：采用AlSi12中间合金，质量符合YS/T282-2000标准；
铝铜：采用AlCu40中间合金，质量符合YS/T282-2000标准；
铝锆：采用4％含量AlZr中间合金；
铝锭：采用牌号为Al99.7的铝锭，铝锭中Al的质量百分比为99.70％以上，符合标准GB/T 1196-2008《重熔用铝锭》；
镁锭：采用牌号为Mg9990的镁锭，镁锭中Mg的质量百分比为99.9％以上，符合标准GB/T 3499-2003《原生镁锭》；
合金添加剂(铝硅)：采用AlSi12中间合金，质量符合YS/T282-2000标准；
铝铜：采用AlCu40中间合金，质量符合YS/T282-2000标准；
铝钒：采用4％含量AlV中间合金；
对比例1
本实施例为一种铝合金，具体含量为：
按重量百分数计：Cu 0.45％、Fe 0.18％、Mn 0.26％、Si 0.83％、Mg0.70％、Zr0.03％、 Cr 0.10％、V 0.08％、Ti 0.03％余量为Al进行备料，其中0.03％的Ti由Al-Ti中间合金提供，剩余0.01％的Ti采用在线Al-Ti-B线杆。
对比例2
本实施例制备了一种铝合金，具体过程为：
S1、将实施例1原料中的Al装入冶炼炉(蓄热式节能炉)，将炉内温度控制在 750-800℃，使铝锭完全熔化成为铝熔体I；
然后按加入Al-Si中间合金、Mg锭、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金、紫铜、Mn 剂和Cr剂，对铝熔体进行合金化得到铝熔体II；
S2、按1.8kg/t的量向铝熔体II中加入精炼剂，进行精炼，精炼温度730℃，精炼时间40min，在精炼的同时通过炉底透气砖向铝熔体中通入高纯氩气进行搅拌、排气，然后扒渣得到铝熔体III，精炼过程中对体系进行化学成分分析，合金成分控制在实施例1 所述的范围内；
然后向铝熔体III中按Ti重量增量0.02％的数量加入Al-Ti中间合金，按Ti重量增量0.01％的数量将Al-Ti-B以线杆的方式加入得到铝熔体Ⅳ；
接着对铝熔体Ⅳ依次通过箱式除气装置和双级过滤系统(80目泡沫陶瓷过滤板+RD 管式过滤器)进行净化，在10min内680℃下对净化后的铝熔体Ⅳ进行铸造。
S3、将步骤S2铝熔体Ⅳ进行铸造后再进行三级均匀化处理，即升温到400℃保温4小时，再升温560℃保温2小时，再升温565℃保温8小时，再水雾冷至室温，得到铝合金铸锭。
S4、将步骤S3所得铝合金铸锭加热至500℃进行挤压成形，得到挤压铝合金。
S5、将步骤S4的挤压铝合金在175℃保温8h进行人工时效处理得到铝合金材料。
对比例3
本对比例为一种铝合金，具体含量为：
按重量百分数计Cu 0.19％、Fe 0.18％、Mn 0.47％、Si 0.83％、Mg0.70％、Zr0.03％、 Cr 0.18％、V 0.18％、Ti 0.03％余量为Al进行备料，其中0.02％的Ti由Al-Ti中间合金提供，剩余0.01％的Ti采用在线Al-Ti-B线杆。
对比例4
本对比例制备了一种铝合金材料，具体过程为：
S1、将实施例1原料中的Al装入冶炼炉(蓄热式节能炉)，将炉内温度控制在 750-800℃，使铝锭完全熔化成为铝熔体I；
然后按加入Al-Si中间合金、Mg锭、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金、紫铜、Mn 剂和Cr剂，对铝熔体进行合金化得到铝熔体II；
S2、按1.8kg/t的量向铝熔体II中加入精炼剂，进行精炼，精炼温度730℃，精炼时间40min，在精炼的同时通过炉底透气砖向铝熔体中通入高纯氩气进行搅拌、排气，然后扒渣得到铝熔体III，精炼过程中对体系进行化学成分分析，合金成分控制在实施例1 所述的范围内；
然后向铝熔体III中按Ti重量增量0.02％的数量加入Al-Ti中间合金，按Ti重量增量0.01％的数量将Al-Ti-B以线杆的方式加入得到铝熔体Ⅳ；
接着对铝熔体Ⅳ依次通过箱式除气装置和双级过滤系统(80目泡沫陶瓷过滤板+RD 管式过滤器)进行净化，在10min内680℃下对净化后的铝熔体Ⅳ进行铸造。
S3、将步骤S2铝熔体Ⅳ进行铸造后再进行三级均匀化处理，即升温到400℃保温4小时，再升温560℃保温2小时，再升温565℃保温8小时，再水雾冷至室温，得到铝合金铸锭。
S4、将步骤S3所得铝合金铸锭加热至500℃进行挤压成形，得到挤压铝合金。
S5、将步骤S4的挤压铝合金在175℃保温8h进行人工时效处理得到铝合金材料。
对比例5
本对比例为一种铝合金，具体含量为：
按重量百分数计Cu 0.19％、Fe 0.18％、Mn 0.47％、Si 0.83％、Mg 0.70％、Zr0.03％、 Cr 0.18％、Ti 0.03％余量为Al进行备料，其中0.02％的Ti由Al-Ti中间合金提供，剩余 0.01％的Ti采用在线Al-Ti-B线杆。
对比例6
本对比例制备了一种铝合金材料，具体过程为：
S1、将实施例1原料中的Al装入冶炼炉(蓄热式节能炉)，将炉内温度控制在750-800℃，使铝锭完全熔化成为铝熔体I；
然后按加入Al-Si中间合金、Mg锭、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金、紫铜、Mn 剂和Cr剂，对铝熔体进行合金化得到铝熔体II；
S2、按1.8kg/t的量向铝熔体II中加入精炼剂，进行精炼，精炼温度730℃，精炼时间40min，在精炼的同时通过炉底透气砖向铝熔体中通入高纯氩气进行搅拌、排气，然后扒渣得到铝熔体III，精炼过程中对体系进行化学成分分析，合金成分控制在实施例1 所述的范围内；
然后向铝熔体III中按Ti重量增量0.02％的数量加入Al-Ti中间合金，按Ti重量增量0.01％的数量将Al-Ti-B以线杆的方式加入得到铝熔体Ⅳ；
接着对铝熔体Ⅳ依次通过箱式除气装置和双级过滤系统(80目泡沫陶瓷过滤板+RD 管式过滤器)进行净化，在10min内680℃下对净化后的铝熔体Ⅳ进行铸造。
S3、将步骤S2铝熔体Ⅳ进行铸造后再进行三级均匀化处理，即升温到400℃保温4小时，再升温560℃保温2小时，再升温565℃保温8小时，再水雾冷至室温，得到铝合金铸锭。
S4、将步骤S3所得铝合金铸锭加热至500℃进行挤压成形，得到挤压铝合金。
S5、将步骤S4的挤压铝合金在175℃保温8h进行人工时效处理得到铝合金材料。
试验例
实施例2、实施例4和对比例2、对比例4、对比例6的性能测试结果如表1所示
表1铝合金材料性能
Figure RE-GDA0003564661270000121
Figure RE-GDA0003564661270000131
Figure RE-GDA0003564661270000141
测试标准：
挤压性：可挤压多腔空心薄壁异材料，采用在线强风、水雾、水冷淬火均可达到固溶效果。可以挤出断面，并能满足关联性能要求。挤压速度2mm/s～8mm/s。
拉伸性能：T6状态下抗拉强度Rm≥320Mpa、屈服强度Rp0.2≥300Mpa、断后伸长率δ≥10％。热稳定性：按照GB/T 228.1-2010测试方法测试，采用50mm标距引伸计。拉伸速度5mm/min，通过150℃，保温100小时后，屈服强度Rp0.2≥290Mpa。
耐应力腐蚀性能：按照GBT 15790.7-2017测试方法测试，应力腐蚀指数Issrt≤5％。耐剥落腐蚀性能：按照GBT 22639-2008测试方法测试，达PA级。
由表1的测试结果可知，对比例2中，过量的Cu影响了铝合金材料的耐腐蚀性能，还增加焊接热裂纹倾向以及挤压淬火敏感性以及挤压变形抗力，严重影响挤压性能与焊接性能。
由表1的测试结果可知，对比例4中由于微量元素过多，大幅提高了挤压淬火敏感性，常规的水雾冷无法满足冷却要求。
由表1的测试结果可知，对比例6中由于不含V元素，抑制再结晶能力不足，在满足量产挤压效益的挤压速度(≥2.0mm)下挤压型材组织为再结晶。
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (8)

1.一种铝合金材料，其特征在于，按重量百分数计，包括如下组分：Cu 0.05～0.30％、Mn 0.25～0.35％、Cr 0.10～0.13％、V 0.02～0.08％、Zr 0.02～0.08％、Si0.78～0.95％、Mg 0.62～0.82％和Ti 0.010～0.04％，余量为Al和杂质；
所述的铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按配比称取铝锭、Al-Si中间合金、Mg锭、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金、紫铜、Mn剂、Cr剂和Al-Ti中间合金，
将铝锭熔化后加入Al-Si中间合金、Mg锭、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金、紫铜、Mn剂、Cr剂和Al-Ti中间合金，进行合金化得到铝合金熔体；
S2：对步骤S1得到的铝合金熔体进行精炼、合金成分分析调整、净化、铸造；
S3：三级均匀化处理步骤S2铸造所得的铝合金铸锭；
S4：挤压步骤S3所得铝合金铸锭；
S5：人工时效处理步骤S4所得挤压铝合金即得；
所述铝合金材料的抗拉强度为320～350MPa。
2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，按重量百分数计，所述V和Zr的重量百分数之和不高于0.15％。
3.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，步骤S1中，所述熔化的温度为780～800℃。
4.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，步骤S2中，所述精炼过程加入精炼剂；所述精炼剂的添加量为所述铝合金熔体的质量的0.18～0.25％。
5.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述精炼的温度为730～750℃，所述精炼的时间为30～50min。
6.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，步骤S3中，所述三级均匀化处理包括第一级均匀化处理、第二级均匀化处理和第三级均匀化处理；
所述第一级均匀化处理的温度为400～450℃，
所述第二级均匀化处理的温度为550～560℃，
所述第三级均匀化处理的温度为560～570℃。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金材料，其特征在于，步骤S2中，所述铸造温度为680～700℃。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的铝合金材料在轨道交通，航空航天，车用部件和通信设备中的应用。
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