一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料及其制备方法与流程

本发明属于铝合金挤压，涉及一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料及其制备方法。

背景技术：

1、铝及其铝合金制品具有比强度高，耐蚀性能优良、无低温脆性等优点，广泛应用于汽车、船舶、航空等领域。随着新能源车的蓬勃发展，对车身碰撞防护要求越来越高、同时为了应对汽车部件高温、腐蚀性的应用场景、需要材料在具备一定强度的同时、还要兼顾良好的压溃吸能效果、热稳定性、耐腐蚀性。

2、目前的耐腐蚀性能的铝合金挤压材料本身化学成分设计并不合理，无法满足特定耐腐蚀要求，铝合金挤压材料的表面处理对其耐腐蚀性能至关重要，但目前存在一些制备工艺在表面处理上存在不足，导致铝合金挤压材料的耐腐蚀性能不尽如人意。耐腐蚀性能与材料的综合性能有所牺牲：为了提高铝合金挤压材料的耐腐蚀性能，有时候会牺牲其机械性能和加工性能，需要在材料研发和制备工艺方面做出平衡。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种表面质量优异、吸能效果良好的具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

3、一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料，所述铝合金挤压材料含有如下质量百分比的化学成分：0.4～0.9％si、0～0.12％fe、0～0.03％cu、0.2～0.6％mn、0.5～1.1％mg、0.1～0.3％cr、0～0.05％zn、0～0.05％ti，0～0.15％杂质，余量为al。

4、本发明以mg和si为铝合金的主要添加元素，通过固溶、时效处理形成mg2si等第二相、起到强化基体的作用；mn和cr的添加、主要是与al形成亚微米级的弥散析出相、用来抑制挤压型材表层再结晶组织的形核及长大、从而有效抑制再结晶组织生成、再结晶组织对力学、弯曲、溃缩及耐腐蚀性均会造成不同程度的不利影响；随着fe和cu含量的增加，铝合金丝状腐蚀敏感性增大，因此在本发明合金的成分设计中fe和cu含量作为主要的杂质元素进行管控、从而把不利影响降到最低。

5、在上述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料中，单个杂质元素含量＜0.05％。

6、本发明还提供了一种上述具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

7、s1、将合金原料进行熔铸后进行二级均质处理；

8、s2、然后在模具中进行挤压，最后经脱脂、时效处理。

9、在上述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法中，二级均质处理中第一级温度为350～450℃，保温时间为5～10h；第二级温度为560～580℃，保温时间为6～12h。

10、本发明通过控制第一级温度为350～450℃，保温时间为5～10h使得第一级均质生成更多弥散的亚微米级含mn、cr相，抑制再结晶组织生成；再通过控制第二级温度为560～580℃，保温时间为6～12h利用第二级均质消除成分偏析、铸造应力、软化铸锭提升可挤压性和表面质量。

11、在上述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法中，模具工作带总长度＝(1～2)×壁厚。

12、作为优选，模具工作带总长度＝(1.5～2)×壁厚。

13、在上述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法中，模具工作带入料端设计圆角，圆角半径为1～5mm。

14、本发明调整模具工作带长度后，可以降低了铝型材表面与工作带之间的摩擦作用，减小了型材表面晶粒的破碎程度和形变储能，从而优化铝型材表面质量及抑制再结晶组织生成；再通过利用适当的圆角设计可以让变形过程更均匀、起到细化晶粒的作用、可以获得细小的晶粒组织和光亮的表面。

15、在上述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法中，挤压过程中挤压比为20～80，挤压速度为1.5～2.5mm/s。挤压比与材料变形程度成正比、挤压速度与材料变形速度成正比，本发明通过控制挤压过程中挤压比为20～80，挤压速度为1.5～2.5mm/s可以获得理想的综合性能、表面质量。

16、在上述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法中，脱脂具体为在50～55℃的水中进行超声。本发明时效处理前对挤压铝型材进行超声波清洗可以清除型材表面油渍、水渍等、避免型材表面油渍等脏污经高温时效后粘附在型材表面、后续钝化时影响钝化膜附着力、从而降低耐蚀性。

17、在上述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法中，时效处理温度为190～220℃，时间为2～5h。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过铝合金的成分优化提高其耐腐蚀能力，结合二级均质处理生成更多弥散的亚微米级含mn、cr相，抑制再结晶组织生成，消除成分偏析、铸造应力、软化铸锭提升可挤压性和表面质量，再通过调整模具工作带长度降低了铝型材表面与工作带之间的摩擦作用，减小了型材表面晶粒的破碎程度和形变储能，从而优化铝型材表面质量及抑制再结晶组织生成，利用适当的圆角设计让变形过程更均匀、起到细化晶粒的作用、可以获得细小的晶粒组织和光亮的表面。

技术特征：

1.一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料，其特征在于，所述铝合金挤压材料含有如下质量百分比的化学成分：0.4～0.9％si、0～0.12％fe、0～0.03％cu、0.2～0.6％mn、0.5～1.1％mg、0.1～0.3％cr、0～0.05％zn、0～0.05％ti，0～0.15％杂质，余量为al。

2.根据权利要求1所述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料，其特征在于，杂质中单个杂质元素含量＜0.05％。

3.一种如权利要求1所述具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法，其特征在于，二级均质处理中第一级温度为350～450℃，保温时间为5～10h；第二级温度为560～580℃，保温时间为6～12h。

5.根据权利要求3所述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法，其特征在于，模具工作带总长度＝(1～2)×壁厚。

6.根据权利要求3所述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法，其特征在于，模具工作带入料端设计圆角，圆角半径为1～5mm。

7.根据权利要求3所述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法，其特征在于，挤压过程中挤压比为20～80，挤压速度为1.5～2.5mm/s。

8.根据权利要求3所述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法，其特征在于，脱脂具体为在50～55℃的水中进行超声。

9.根据权利要求3所述的一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料的制备方法，其特征在于，时效处理温度为190～220℃，时间为2～5h。

技术总结本发明属于铝合金挤压技术领域，涉及一种具有优良耐腐蚀性能的铝合金挤压材料及其制备方法。本发明通过铝合金的成分优化提高其耐腐蚀能力，结合二级均质处理生成更多弥散的亚微米级含Mn、Cr相，抑制再结晶组织生成，消除成分偏析、铸造应力、软化铸锭提升可挤压性和表面质量，再通过调整模具工作带长度降低了铝型材表面与工作带之间的摩擦作用，减小了型材表面晶粒的破碎程度和形变储能，从而优化铝型材表面质量及抑制再结晶组织生成，利用适当的圆角设计让变形过程更均匀、起到细化晶粒的作用、可以获得细小的晶粒组织和光亮的表面。技术研发人员：张鸿,孙玉玲,冉青荣,刘灿威,李华兵,冯孟奇,张旭东,孔昌昌受保护的技术使用者：宁波信泰机械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5