CN116463532A - 一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法 - Google Patents

一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法，将工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金进行配料；对配料进行真空熔炼得到合金液，然后对合金液进行精炼；将精炼后熔融状态的原料浇铸得到铝合金铸锭，对铝合金铸锭进行均匀化处理；将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面处理，再对铣面后的铝合金铸锭进行加热处理，加热保温后将铝合金铸锭热轧得到铝合金板材；对热轧后的铝合金板材进行固溶淬火处理；将固溶淬火后的铝合金板材进行回归再时效处理和后处理，得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。通过合金成分优化，铸造、热轧、回归再时效热处理等技术手段，制备得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材，有效提高了铝合金的耐腐蚀性能和断裂韧性。

Description

一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法
技术领域
本发明属于铝合金加工技术领域，具体涉及一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法。
背景技术
随着工业化的发展，能源危机变得日益突出，节能减排已为交通业(航空、汽车和船舶等)的重要议题。研究表明，车辆行驶过程中车身的自重是燃油消耗的主要部分(约70％)，车重每降低100kg，每100km路程油耗和相应的CO2排放量分别可减少0.4L和1kg。在此背景下，轻量化日渐成为交通运输产业发展的趋势。经过大量的对比研究和反复时间证明，大量采用铝合金材料是提高车辆轻量化的有效途径之一。
目前车用铝合金主要为5xxx系和6xxx系铝合金，虽然两者的成形性较好，但是其强度较低，因此使用厚度较厚。而高强度的7xxx系铝合金在同时增加强度和减薄厚度之后仍可以实现减重30％左右。
传统的Al-Mg-Zn合金挤压性能较好，能挤压形状复杂的薄壁型材，焊接性能好，焊缝质量高是理想的中强焊接结构材料，但是其耐腐蚀性能较差而限制了其广泛应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法，用于解决车用铝合金板材强度低耐腐蚀性差的技术问题。
本发明采用以下技术方案：
一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，将工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金进行配料；对配料进行真空熔炼得到合金液，然后对合金液进行精炼；将精炼后熔融状态的原料浇铸得到铝合金铸锭，对铝合金铸锭进行均匀化处理；将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面处理，再对铣面后的铝合金铸锭进行加热处理，加热保温后将铝合金铸锭热轧得到铝合金板材；对热轧后的铝合金板材进行固溶淬火处理；将固溶淬火后的铝合金板材进行回归再时效处理和后处理，得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。
具体的，工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金的质量百分比具体为：
工业纯Zn占5.9％～6.9％，工业纯Mg占2.0％～2.7％，Mn占0.1％～0.2％，Ti占0.05％～0.15％，Zr占0.05％～0.15％，La占0.05％～0.15％，Ce占0.05％～0.10％，Y占0.10％～0.15％，Sc占0.05％～0.30％，Er占0.05％～0.30％，杂质总量≤0.15％，余量为工业纯Al。
具体的，真空熔炼的熔炼温度730～760℃，熔炼时间1～2h，熔炼过程中加入中间合金AlMn10、AlTi5、AlZr5、AlLa20、AlCe10、AlV5、AlY10、AlSc2及AlEr20。
具体的，采用保护气氛进行精炼，精炼的温度为700～720℃，时间为20～30min。
具体的，浇铸温度为700～720℃，均匀化处理的温度为460～480℃，保温20～28h。
具体的，铣面处理后铝合金铸锭的厚度为20～30mm，加热温度为370～410℃，保温时间1～2h。
具体的，热轧工艺采用10～12道次轧制，道次间保温10min，轧制速度10～12m/min，热轧后板材的厚度为10mm，单道次压下量为1～2mm，轧制速度为13m/s，终轧温度320±10℃，得到铝合金板材；热轧过程中采用的润滑介质为乳液，乳液为4％～4.5％的司班，15～17％的洗涤剂和机油组成的水包油润滑剂。
具体的，固溶淬火处理的固溶温度为465～470℃，保温时间为90～120min，淬火过程中冷却介质的温度为22～26℃。
具体的，回归再时效处理和后处理具体为：
从室温升至100～120℃，升温速率5～10℃/min，保温24～26h，完成预时效；从室温升至150～180℃，升温速率5～10℃/min，保温60～80min，完成回归处理；再从室温升至100～120℃，升温速率5～10℃/min，保温24～26h，完成再时效；最后制备得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。
本发明的另一技术方案是，一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，通过合金成分优化，铸造、热轧、回归再时效热处理等技术手段，制备得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材，有效提高了铝合金的耐腐蚀性能和断裂韧性，顺利制备出性能优化后的铝合金板材。
进一步的，高的Zn/Mg比，可以提高铝合金的综合力学性能，提高Zn含量可以提高MgZn2含量，同时降低S(Al2CuMg)相比例，S相的脆性比θ(Al2Cu)相高，利于同时提高材料的强度与塑韧性，Sc，Zr和Er配合形成的Al3(Sc,Zr,Er)与基体的晶格、热力学匹配度更优，细化晶粒同时，利于提高材料的焊接性能与腐蚀性能，Ti可以使合金具有更优异的韧性，并且可形成Al3Ti异质形核，细化基体晶粒，La在加入铝合金中进行熔炼时，试样中针孔和气孔明显减少，使铸锭组织更加均匀，具有除气精炼的效果，添加Ce后能抑制GP区和θ″相生成，易于形成θ′相，并且Ce会增加基体的晶格畸变，使系统能量上升，系统为降低自身能量，在Ce周围易形成θ′相，使合金抗拉强度提升，添加Ce后能抑制GP区和θ″相生成，易于形成θ′相，并且Ce会增加基体的晶格畸变，使系统能量上升，系统为降低自身能量，在Ce周围易形成θ′相，使合金抗拉强度提升，适量的Y可以细化晶粒，与杂质元素Fe、Si可形成FeYAl8、Fe6AlY6、Fe4YAl8、SiYAl2、Si2YAl2、MnYAl8等多种化合物，这些含Fe、Si等化合物的形成能净化基体。
进一步的，在真空熔炼炉中容易将溶于合金中的氮、氢、氧和碳去除到远比常压下冶炼为低的水平，同时对于在熔炼温度下蒸汽压比基体基体金属高的杂质元素可通过挥发去除，而合金中需要加入的铝、钛、硼及锆等活性元素的成分易于控制。因此经真空感应熔炼的金属材料可明显的提高韧性，疲劳强度，耐腐蚀性能和高温蠕变等多种性能；温度设置在730～760℃之间可避免合金元素发生烧损，进而影响合金性能；
进一步的，采用保护气氛氩气进行精炼，无毒无腐蚀性，通入氩气到熔液中，由于气泡与铝溶液接触的界面上存在氢的分压差，氢便进入气泡中上升排出熔液，且气泡在上升的过程中会吸附氧化铝等杂质达到净化效果。精炼温度设施为700～720℃，有利于增强氢的扩散能力，且通氩精炼时氩气富集于铝熔池表面，可防止铝液与外界气体的反应，因而精炼效果较好。
进一步的，浇铸温度设置在700～720℃之间，主要是因为温度过高容易烧损合金中的Mg元素，增加合金吸气量，容易产生针孔和气孔，降低合金质量；温度过低，铝液流动性较差。均匀化温度为460～480℃，主要是因为温度过高会引起合金过烧，温度过低基体内合金晶内偏析严重，成分不均匀。并且通过大量计算结果表明，随着均匀化时间的延长，Mg和Zn元素均匀化程度较高，而Sc、Ti和Zr等元素均匀化程度均较低，且在20～28h时，合金元素表面和心部的差距越来越小，合金元素的均匀化程度较高，所以该合金的最佳均匀化热处理工艺是在460～480℃下保温20～28h。
进一步的，温度过高，容易出现晶粒粗大或晶间低熔点相的熔化，导致加热时铸锭过热或过烧，热轧时开裂，不能满足性能要求；温度过低，引起金属加工硬化，能耗增加，再结晶不完全，最终导致晶粒大小不均匀及性能差。
进一步的，道次下压量设置为总压下量的10～20％，主要是因为铸锭塑性较差，咬入受限制，所以小的道次压下量可以产品的版型和表面质量。在热轧过程中采用乳液润滑，因为乳液存放时稳定性高，高温时分离性好，易于破乳，不腐蚀轧辊和轧件，润滑剂燃烧后不留残灰和油垢，且使用周期长，洗涤性好，可冲洗轧辊和金属表面上的金属微粒和其他污垢，减少轧辊的磨损。
进一步的，固溶温度设置为465～470℃，保温时间90～120min,随后淬火，可以充分将合金元素固溶进基体内,获得过饱和固溶体，为随后的热处理做准备。固溶温度过高，将引起合金元素的过烧，进而影响合金性能，温度过低，合金元素固溶不充分，合金性能得不到充分发挥。
进一步的，回归再时效可使板材具有单级峰级时效状态的强度的同时获得双级时效状态的耐腐蚀性，即合金在进行回归热处理时效后能够获得良好的抗应力腐蚀和断裂韧性。
综上所述，本发明通过合金成分优化，铸造、热轧、回归再时效热处理等技术手段，制备得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材，有效提高了铝合金的耐腐蚀性能和断裂韧性。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的热轧工艺示意图；
图2为本发明车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金5个热轧样品实物图；
图3为本发明的实施例1的合金热轧板欧拉图；
图4为本发明的实施例2的合金热轧板欧拉图；
图5为本发明的实施例3的合金热轧板欧拉图；
图6为本发明的实施例4的合金热轧板欧拉图；
图7为本发明的实施例5的合金热轧板欧拉图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。
本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。
本发明中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。
本发明中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。
本发明中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6～22”表示本文中已经全部列出了“6～22”之间的全部实数，“6～22”只是这些数值组合的缩略表示。
本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。
本发明中，本文中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。
除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。
本发明提供了一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法，通过微合金元素细化晶粒，优化合金板材制备工艺，提升耐腐蚀性能及综合力学性能。
请参阅图1，本发明一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，包括以下步骤：
S1、配料
将工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金按设计好的质量百分比进行配料，包括：工业纯Zn占5.9％～6.9％，工业纯Mg占2.0％～2.7％，Mn占0.1％～0.2％，Ti占0.05％～0.15％，Zr占0.05％～0.15％，La占0.05％～0.15％，Ce占0.05％～0.10％，Y占0.10％～0.15％，Sc占0.05％～0.30％，Er占0.05％～0.30％，Fe占0.05％～0.10％，Si占0.05％～0.10％，杂质总量≤0.15％，余量为工业纯Al。
S2、熔炼
将步骤S1得到的配料放入真空熔炼炉中，熔炼过程中控制熔炼温度730～760℃，熔炼时间1～2h，熔炼过程中加入中间合金AlMn10、AlTi5、AlZr5、AlLa20、AlCe10、AlV5、AlY10、AlSc2及AlEr20。
S3、精炼
将步骤S2所得的合金液进行精炼，精炼过程控制温度为700～720℃，采用保护气氛进行精炼，得到熔融状态的原料，精炼时间20～30min。
保护气氛为采用六氯乙烷和氩气除气。
S4、铸造
将步骤S3静置后所得合金液进行铸造，铸造过程中控制浇铸温度为700～720℃。
S5、均匀化处理
将步骤S4所得铸锭进行均匀化处理，温度为460～480℃，保温20～28h。
S6、铣面
将步骤S5均匀化处理后的7xxx系铝合金铸锭进行铣面，将浇铸口底部去除20mm，单面铣削量大于10mm，去除表面氧化皮及晶粒粗大部分，铣削后的铝合金铸锭厚度为20～30mm。
S7、加热
将铣面后的铝合金铸锭置于加热炉中加热，加热炉温度为370～410℃，保温时间1～2h。
S8、热轧
将加热保温后的铸锭出炉热轧，热轧后板材的厚度为10mm，单道次压下量为1～2mm，轧制速度为13m/s，终轧温度320±10℃，得到铝合金板材，最后将热轧完成的板材地面水平放置，空冷至室温。
热轧工艺采用10～12道次轧制，道次间保温10min，轧制速度10～12m/min。
热轧过程中采用的润滑介质为乳液，乳液的浓度为4％～4.5％，pH值为8～8.5。
在遵循相同轧制工艺的情况下，增加测量频次，找出辊缝值和实际厚度的差值和板材头中尾的差值，从而精确设定辊缝值，精确控制厚度。
S9、固溶淬火
对热轧后的铝合金的板材进行固溶淬火处理，固溶温度为465～470℃，保温时间80～90min，然后淬火。
固溶处理后，在5s内转移到冷却介质中进行淬火，淬火过程中冷却介质的温度为22～26℃。
S10、时效
将固溶淬火后的板材进行回归再时效处理，其步骤如下：
S101、预时效：从室温升至100～120℃，升温速率5～10℃/min，保温24～26h；
S102、回归处理：从室温升至150～180℃，升温速率5～10℃/min，保温60～80min；
S103、再时效：从室温升至100～120℃，升温速率5～10℃/min，保温24～26h。
S11、后处理
将回归再时效热处理后的铝合金板材锯切成成品规格。
本发明一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材，按质量百分数计，包括：Zn占5.9％～6.9％，Mg占2.0％～2.7％，Mn占0.1％～0.2％，Ti占0.05％～0.15％，Zr占0.05％～0.15％，La占0.05％～0.15％，Ce占0.05％～0.10％，Y占0.10％～0.15％，Sc占0.05％～0.30％，Er占0.05％～0.30％杂质总量≤0.15％、余量为Al。
请参阅图2，为轧制后样品示意图，经过力学性能测试，其强度达到600～650Mpa,延伸率达到7～15％，应力腐蚀敏感性为Eloss为0.1～0.2，说明回归再时效处理可以使合金在获得较高强度的同时也获得较好的抗应力腐蚀能力。
合金中提高了Zn/Mg比例，提高Zn含量可以提高MgZn2含量，从而提高合金的强度；将Cu降低为0,消除掉Al2Cu相和Al2CuMg相，这两种相的抗压能力高于MgZn2，同时加入Ti、使合金具有更优异的韧性。并且Ti可以与Al形成Al3Ti，阻碍晶界迁移，有效细化铸态组织，提高再结晶温度。合金在轧制过程中单道次压下量为总压下量的10％，提高板材厚度方向上的组织均匀性及板材强度，本发明采用的回归再时效处理制度可以在保证强度较高的情况下，有效提高合金的耐腐蚀性能。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明公开了一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
以合金总质量为100％计算：Zn:5.9％，Mg:2.0％，Mn:0.1％，Ti:0.05％，Zr:0.05％，Sc:0.05％，Er:0.05％，La:0.05％，Ce:0.05％，Y:0.10％，杂质总量≤0.15％，余量为Al。
实施例1共浇铸合金70kg，制备详细步骤如下：
第一步
将各种合金配料按设计比例配料，其中加入4.13kg的纯Zn，1.4kg的纯Mg，0.7kg的AlMn10，0.7kg的AlTi5，0.7kg的AlZr5，1.75kg的AlSc2，0.175kg的AlEr20，0.175kg的AlLa20，0.3kg的AlCe10，0.7kg的AlY10，59.27kg的纯Al；
第二步
将步骤一得到的配料放入真空熔炼炉中熔炼，熔炼温度730℃，熔炼时间1h；
精炼：将步骤二所得的合金液进行精炼，精炼过程控制温度为700℃，采用保护气氛进行精炼，得到熔融状态的原料，精炼时间20min，并通入氩气和六氯乙烷和溶剂复合精炼；
铸造：将熔融状态的原料静置30min后，浇铸到模具中，浇铸温度700℃，得到铝合金铸锭；
均匀化处理：浇铸好的铸锭进行均匀化处理，温度为460℃，保温20h；
铣面：将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面，将浇铸口底部去除20mm，单面铣削量大于10mm，去除表面氧化皮及晶粒粗大部分，铣削后的铸锭厚度20mm；
加热：将铣面后的铝合金铸锭置于加热炉中加热，加热炉温度为370±10℃，保温时间1h；
热轧：将加热保温后的铸锭出炉热轧，热轧后板材的厚度为16mm,单道次压下量为0.4mm，轧制速度为10m/min，终轧温度320±10℃，得到铝合金板材，最后将热轧完成的板材地面水平放置，空冷至室温；
固溶淬火：对热轧后的铝合金的板材进行固溶淬火处理，固溶温度为465±10℃，保温时间90min，然后淬火；
时效：将固溶淬火后的板材进行回归再时效处理，其步骤如下：
预时效：从室温升至100℃，升温速率5～10℃/min，保温24h；
回归处理：从室温升至150℃，升温速率5～10℃/min，保温60min；
再时效：从室温升至100℃，升温速率5～10℃/min，保温24h；
后处理：将回归再时效热处理后的铝合金板材锯切成成品规格。
请参阅图3，最后板材性能较好，强度塑韧性高以及耐腐蚀性好(强度：600MPa，延伸率：8％，Eloss：0.12)。
实施例2
本发明公开了一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
以合金总质量为100％计算：Zn:6.9％，Mg:2.7％，Mn:0.2％，Ti:0.15％，Zr:0.15％，Sc:0.15％，Er:0.30％，La:0.15％，Ce:0.10％，Y:0.15％，杂质总量≤0.15％，余量为Al。
实施例2共浇铸合金70kg，制备详细步骤如下：
第一步
将各种合金配料按设计比例配料，其中加入4.83kg的纯Zn，1.89kg的纯Mg，1.4kg的AlMn10，2.1kg的AlTi5，2.1kg的AlZr5，5.25kg的AlSc2，1.05kg的AlEr20，0.525kg的AlLa20，0.7kg的AlCe10，1.05kg的AlY10，49.105kg的纯Al；
第二步
将步骤一得到的配料放入真空熔炼炉中熔炼，熔炼温度760℃，熔炼时间2h；
精炼：将步骤二所得的合金液进行精炼，精炼过程控制温度为720℃，采用保护气氛进行精炼，得到熔融状态的原料，精炼时间20min，并通入氩气和六氯乙烷和溶剂复合精炼；
铸造：将熔融状态的原料静置30min后，浇铸到模具中，浇铸温度720℃，得到铝合金铸锭；
均匀化处理：浇铸好的铸锭进行均匀化处理，温度为480℃，保温28h；
铣面：将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面，将浇铸口底部去除20mm，单面铣削量大于10mm，去除表面氧化皮及晶粒粗大部分，铣削后的铸锭厚度30mm；
加热：将铣面后的铝合金铸锭置于加热炉中加热，加热炉温度为410±10℃，保温时间2h；
热轧：将加热保温后的铸锭出炉热轧，热轧后板材的厚度为16mm,单道次压下量为0.4mm，轧制速度为10m/min，终轧温度320±10℃，得到铝合金板材，最后将热轧完成的板材地面水平放置，空冷至室温；
固溶淬火：对热轧后的铝合金的板材进行固溶淬火处理，固溶温度为470±10℃，保温时间120min，然后淬火；
时效：将固溶淬火后的板材进行回归再时效处理，其步骤如下：
预时效：从室温升至120℃，升温速率5～10℃/min，保温26h；
回归处理：从室温升至180℃，升温速率5～10℃/min，保温800min；
再时效：从室温升至120℃，升温速率5～10℃/min，保温26h；
后处理：将回归再时效热处理后的铝合金板材锯切成成品规格。
请参阅图4，最后板材性能较好，强度塑韧性高以及耐腐蚀性好(强度：650MPa，延伸率：7.5％，Eloss：0.13)。
实施例3
本发明公开了一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
以合金总质量为100％计算：Zn:6.9％，Mg:2.2％，Mn:0.1％，Ti:0.10％，Zr:0.3％，Sc:0.3％，Er:0.3％，La:0.05％，Ce:0.05％，Y:0.10％，杂质总量≤0.15％，余量为Al。
实施例3共浇铸合金70kg，制备步骤如下：
第一步
将各种合金配料按设计比例配料，其中加入4.83kg的纯Zn，1.54kg的纯Mg，0.7kg的AlMn10，1.4kg的AlTi5，4.2kg的AlZr5，10.5kg的AlSc2，1.05kg的AlEr20，0.175kg的AlLa20，0.35kg，AlCe10，0.7kg的AlY10，44.56kg的纯Al；
第二步
将步骤一得到的配料放入真空熔炼炉中熔炼，熔炼温度750℃，熔炼时间2h；
精炼：将步骤二所得的合金液进行精炼，精炼过程控制温度为720℃，采用保护气氛进行精炼，得到熔融状态的原料，精炼时间20min，并通入氩气和六氯乙烷和溶剂复合精炼；
铸造：将熔融状态的原料静置30min后，浇铸到模具中，浇铸温度700℃，得到铝合金铸锭；
均匀化处理：浇铸好的铸锭进行均匀化处理，温度为470℃，保温26h；
铣面：将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面，将浇铸口底部去除20mm，单面铣削量大于10mm，去除表面氧化皮及晶粒粗大部分，铣削后的铸锭厚度20mm；
加热：将铣面后的铝合金铸锭置于加热炉中加热，加热炉温度为390±10℃，保温时间1h；
热轧：将加热保温后的铸锭出炉热轧，热轧后板材的厚度为16mm，单道次压下量为0.4mm，轧制速度为10m/min,终轧温度340±10℃，得到铝合金板材，最后将热轧完成的板材地面水平放置，空冷至室温；
固溶淬火：对热轧后的铝合金的板材进行固溶淬火处理，固溶温度为465±10℃，保温时间90min，然后淬火；
时效：将固溶淬火后的板材进行回归再时效处理，其步骤如下：
预时效：从室温升至110℃，升温速率5～10℃/min，保温24h；
回归处理：从室温升至180℃，升温速率5～10℃/min，保温60min；
再时效：从室温升至110℃，升温速率5～10℃/min，保温24h；
后处理：将回归再时效热处理后的铝合金板材锯切成成品规格。
请参阅图5，最后板材性能较好，强度塑韧性高以及耐腐蚀性好(强度:615MPa,延伸率:9.5％，Eloss:0.16)。
实施例4
本发明公开了一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
以该合金总质量为100％计算：Zn:5.9％，Mg:2.0％，Mn:0.1％，Ti:0.10％，Zr:0.15％，Sc:0.15％，Er:0.15％，La:0.05％，Ce:0.05％，Y:0.10％，杂质总量≤0.15％，余量为Al。实例4共浇铸合金70kg，制备详细步骤如下：
第一步：将各种合金配料按设计比例配料，其中加入4.13kg的纯Zn，1.4kg的纯Mg，0.7kg的AlMn10，1.4kg的AlTi5，2.1kg的AlZr5，5.25kg的AlSc2，0.525kg的AlEr20，0.175kg的AlLa20，0.35kg，AlCe10，0.7kg的AlY10，53.27kg的纯Al；
第二步：将步骤一得到的配料放入真空熔炼炉中熔炼，熔炼温度750℃，熔炼时间2h；
精炼：将步骤二所得的合金液进行精炼，精炼过程控制温度为720℃，采用保护气氛进行精炼，得到熔融状态的原料，精炼时间20min，并通入氩气和六氯乙烷和溶剂复合精炼；
铸造：将熔融状态的原料静置30min后，浇铸到模具中，浇铸温度700℃，得到铝合金铸锭；
均匀化处理：浇铸好的铸锭进行均匀化处理，温度为465℃，保温24h；
铣面：将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面，将浇铸口底部去除20mm，单面铣削量大于10mm，去除表面氧化皮及晶粒粗大部分,铣削后的铸锭厚度20mm；
加热:将铣面后的铝合金铸锭置于加热炉中加热，加热炉温度为410±10℃，保温时间1h；
热轧：将加热保温后的铸锭出炉热轧，热轧后板材的厚度为16mm,单道次压下量为0.4mm，轧制速度为10m/min,终轧温度360±10℃，得到铝合金板材，最后将热轧完成的板材地面水平放置，空冷至室温；
固溶淬火：对热轧后的铝合金的板材进行固溶淬火处理，固溶温度为465±10℃，保温时间90min，然后淬火；
时效：将固溶淬火后的板材进行回归再时效处理，其步骤如下：
预时效：从室温升至115℃，升温速率5～10℃/min，保温22h；
回归处理：从室温升至180℃，升温速率5～10℃/min，保温60min；
再时效：从室温升至115℃，升温速率5～10℃/min，保温22h；
后处理：将回归再时效热处理后的铝合金板材锯切成成品规格。
请参阅图6，最后板材性能较好，强度塑韧性高以及耐腐蚀性好(强度:625MPa,延伸率:10.5％，Eloss:0.16)。
实施例5
本发明公开了一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
以该合金总质量为100％计算：Zn:5.9％，Mg:2.5％，Mn:0.1％，Ti:0.10％，Zr:0.30％，Sc:0.15％，Er:0.30％，La:0.05％，Ce:0.05％，Y:0.10％，杂质总量≤0.15％，余量为Al。
实施例5共浇铸合金70kg，制备详细步骤如下：
第一步：将各种合金配料按设计比例配料，其中加入4.13kg的纯Zn，1.75kg的纯Mg，0.7kg的AlMn10，1.4kg的AlTi5，4.2kg的AlZr5，5.25kg的AlSc2，1.05kg的AlEr20，0.175kg的AlLa20，0.35kg，AlCe10，0.7kg的AlY10，50.295kg的纯Al；
第二步：将步骤一得到的配料放入真空熔炼炉中熔炼，熔炼温度750℃，熔炼时间2h；
精炼：将步骤二所得的合金液进行精炼，精炼过程控制温度为720℃，采用保护气氛进行精炼，得到熔融状态的原料，精炼时间20min，并通入氩气和六氯乙烷和溶剂复合精炼；
铸造：将熔融状态的原料静置30min后，浇铸到模具中，浇铸温度700℃，得到铝合金铸锭；
均匀化处理：浇铸好的铸锭进行均匀化处理，温度为465℃，保温24h；
铣面：将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面，将浇铸口底部去除20mm，单面铣削量大于10mm，去除表面氧化皮及晶粒粗大部分,铣削后的铸锭厚度20mm；
加热：将铣面后的铝合金铸锭置于加热炉中加热，加热炉温度为450±10℃，保温时间1h；
热轧：将加热保温后的铸锭出炉热轧，热轧后板材的厚度为16mm,单道次压下量为0.4mm，轧制速度为10m/min，终轧温度400±10℃，得到铝合金板材，最后将热轧完成的板材地面水平放置，空冷至室温；
固溶淬火：对热轧后的铝合金的板材进行固溶淬火处理，固溶温度为465±10℃，保温时间90min,然后淬火；
时效：将固溶淬火后的板材进行回归再时效处理，其步骤如下：
预时效：从室温升至120℃，升温速率5～10℃/min，保温25h；
回归处理：从室温升至170℃，升温速率5～10℃/min，保温70min；
再时效：从室温升至120℃，升温速率5～10℃/min，保温25h；
后处理：将回归再时效热处理后的铝合金板材锯切成成品规格。
请参阅图7，最后板材性能较好，强度塑韧性高以及耐腐蚀性好(强度：620Mpa，延伸率:8.5％，Eloss:0.15)。
综上所述，本发明一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材及其制备方法，对杂质元素的控制更加严格，可以极大程度去除杂质相Al3Fe、Mg2Si等的形成，利于提高材料的延伸率，提高了合金板材的耐腐蚀性能及其综合力学性能；微量合金元素Sc、Er的添加与Zr可形成Al3(Sc，Zr，Er)粒子，其细化铸态晶粒至20～40nm，能够阻止再结晶晶粒长大，改善合金焊接性能和腐蚀性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，将工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金进行配料；对配料进行真空熔炼得到合金液，然后对合金液进行精炼；将精炼后熔融状态的原料浇铸得到铝合金铸锭，对铝合金铸锭进行均匀化处理；将均匀化处理后的铝合金铸锭进行铣面处理，再对铣面后的铝合金铸锭进行加热处理，加热保温后将铝合金铸锭热轧得到铝合金板材；对热轧后的铝合金板材进行固溶淬火处理；将固溶淬火后的铝合金板材进行回归再时效处理和后处理，得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。
2.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，工业纯Mg、工业纯Zn、工业纯Al以及中间合金的质量百分比具体为：
工业纯Zn占5.9％～6.9％，工业纯Mg占2.0％～2.7％，Mn占0.1％～0.2％，Ti占0.05％～0.15％，Zr占0.05％～0.15％，La占0.05％～0.15％，Ce占0.05％～0.10％，Y占0.10％～0.15％，Sc占0.05％～0.30％，Er占0.05％～0.30％，杂质总量≤0.15％，余量为工业纯Al。
3.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，真空熔炼的熔炼温度730～760℃，熔炼时间1～2h，熔炼过程中加入中间合金AlMn10、AlTi5、AlZr5、AlLa20、AlCe10、AlV5、AlY10、AlSc2及AlEr20。
4.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，采用保护气氛进行精炼，精炼的温度为700～720℃，时间为20～30min。
5.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，浇铸温度为700～720℃，均匀化处理的温度为460～480℃，保温20～28h。
6.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，铣面处理后铝合金铸锭的厚度为20～30mm，加热温度为370～410℃，保温时间1～2h。
7.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，热轧工艺采用10～12道次轧制，道次间保温10min，轧制速度10～12m/min，热轧后板材的厚度为10mm，单道次压下量为1～2mm，轧制速度为13m/s，终轧温度320±10℃，得到铝合金板材；热轧过程中采用的润滑介质为乳液，乳液为4％～4.5％的司班，15～17％的洗涤剂和机油组成的水包油润滑剂。
8.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，固溶淬火处理的固溶温度为465～470℃，保温时间为90～120min，淬火过程中冷却介质的温度为22～26℃。
9.根据权利要求1所述的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材制备方法，其特征在于，回归再时效处理和后处理具体为：
从室温升至100～120℃，升温速率5～10℃/min，保温24～26h，完成预时效；从室温升至150～180℃，升温速率5～10℃/min，保温60～80min，完成回归处理；再从室温升至100～120℃，升温速率5～10℃/min，保温24～26h，完成再时效；最后制备得到车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。
10.根据权利要求1至9中任一项所述方法制备的车用高强耐腐蚀7xxx系铝合金板材。
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