專利名稱：轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金空心型材的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，我國高級轎車保險杠用鋁合金空心型材一直使用進(jìn)口材料，材料價格昂貴； 國內(nèi)一些轎車保險杠抗拉強(qiáng)度低、非比例延伸強(qiáng)度低，安全系數(shù)較低，安全系數(shù)較高的轎車保險杠不能為普通群眾使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了提供一種轎車保險杠用鋁合金空心型材制造方法，以解決高級轎車保險杠依賴進(jìn)口，國內(nèi)一些轎車保險杠抗拉強(qiáng)度低、非比例延伸強(qiáng)度低，安全系數(shù)較低的問題。轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法是按下述方法進(jìn)行的一、按質(zhì)量百分比為 Mg :2· 2 % 2. 8 %、Cr 0. 15 % 0. 25 %、Si 彡 0. 25 %、 Fe 彡 0. 30%,Cu 0. 05% 0. 20%,Mn :0. 20% 0. 50%,Zn :4. 0% 4. 8%,Ti :0. 05% 0. 18%,Zr 0. 05% 0. 15%和余量是Al的比例，稱取鋁合金錠、鎂錠和鋅錠并加入到干燥的熔煉爐中，在溫度為720°C 760°C條件下熔煉2. 5 4. 5小時，得到鋁合金熔液；二、將步驟一制得的鋁合金熔液在鑄造溫度為720°C 735°C、鑄造速度為80mm/ min 85mm/min、冷卻水強(qiáng)度為0. 04MPa 0. 06MPa和冷卻水溫度為10°C 20°C的條件下鑄造成直徑為172 士 2mm的鑄棒；三、將步驟二制得的鑄棒切斷，斷后長度為500+5mm ；四、將經(jīng)過步驟三制得的直徑為172士2mm鑄棒車去表面的鑄造氧化皮，得到直徑為162 士 2mm的鋁合金鑄錠；五、將步驟四制得的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火，退火溫度為450°C 465°C，保溫11 13小時；六、將經(jīng)步驟五處理的鋁合金鑄錠放入電阻加熱爐中加熱至鋁合金鑄錠的溫度為 400 °C 480 °C 七、將經(jīng)過步驟六制得的鋁合金鑄錠經(jīng)過保險杠用鋁合金空心型材專用模具擠壓；八、將經(jīng)過步驟七制得的保險杠用鋁合金空心型材預(yù)矯直(張力矯直)，預(yù)矯直變形率為 3% ；九、將經(jīng)過步驟八制得的保險杠用鋁合金空心型材加熱到450°C 460°C，并在此溫度下保溫60min，然后急速水冷淬火；十、將經(jīng)過步驟九制得的保險杠用鋁合金空心型材張力矯直，變形率為 3 %，并依次進(jìn)行輥式矯直和手工矯直；十一、將經(jīng)過步驟十制得的保險杠用鋁合金空心型材加熱到110°C 130°C，保溫38小時 42小時進(jìn)行時效；十二、將經(jīng)過步驟i^一制得的保險杠用鋁合金空心型材按照M85+20mm標(biāo)準(zhǔn)切定尺，得到高級轎車保險杠用鋁合金空心型材。本發(fā)明的鋁合金空心型材中的單個雜質(zhì)< 0. 05%，全部雜質(zhì)的范圍為< 0. 15%, 此范圍內(nèi)的雜質(zhì)對鋁合金空心型材的性能沒有影響。本發(fā)明通過合金成分的合理配比，使得高級轎車保險杠用鋁合金空心型材綜合力學(xué)性能高。采用均勻化退火消除晶內(nèi)偏析和鑄造應(yīng)力，使空心型材具有較好的加工和成型性能；采用成品淬火、矯直、時效等工藝，嚴(yán)格控制加熱時間，升溫速度，使組織均勻，無粗大晶粒，保證了空心型材最終力學(xué)性能穩(wěn)定。本發(fā)明制備的鋁合金空心型材實(shí)體尺寸、平直度良好，工業(yè)生產(chǎn)中成型性能好，綜合力學(xué)性能優(yōu)良，抗拉強(qiáng)度不小于350N/mm2，非比例延伸強(qiáng)度不小于320N/mm2，斷后伸長率不小于6%;空心型材同時滿足淬火時效后立即在200度高溫中保溫5分鐘后即降溫至185 度保溫15分鐘，抗拉強(qiáng)度不小于320N/mm2，非比例延伸強(qiáng)度不小于^ON/mm2，斷后伸長率不小于6%。適合制作高級轎車保險杠。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法是按下述方法進(jìn)行的一、按質(zhì)量百分比為 Mg :2· 2 % 2. 8 %、Cr 0. 15 % 0. 25 %、Si 彡 0. 25 %、 Fe 彡 0. 30%,Cu 0. 05% 0. 20%,Mn :0. 20% 0. 50%,Zn :4. 0% 4. 8%,Ti :0. 05% 0. 18%,Zr 0. 05% 0. 15%和余量是Al的比例，稱取鋁合金錠、鎂錠和鋅錠并加入到干燥的熔煉爐中，在溫度為720°C 760°C條件下熔煉2. 5 4. 5小時，得到鋁合金熔液；二、將步驟一制得的鋁合金熔液在鑄造溫度為720°C 735°C、鑄造速度為80mm/ min 85mm/min、冷卻水強(qiáng)度為0. 04MPa 0. 06MPa和冷卻水溫度為10°C 20°C的條件下鑄造成直徑為172 士 2mm的鑄棒；三、將步驟二制得的鑄棒切斷，斷后長度為500+5mm ；四、將經(jīng)過步驟三制得的直徑為172士2mm鑄棒車去表面的鑄造氧化皮，得到直徑為162 士 2mm的鋁合金鑄錠；五、將步驟四制得的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火，退火溫度為450°C 465°C，保溫11 13小時；六、將經(jīng)步驟五處理的鋁合金鑄錠放入電阻加熱爐中加熱至鋁合金鑄錠的溫度為 400 °C 480 °C ；七、將經(jīng)過步驟六制得的鋁合金鑄錠經(jīng)過保險杠用鋁合金空心型材專用模具擠壓；八、將經(jīng)過步驟七制得的保險杠用鋁合金空心型材預(yù)矯直(張力矯直)，預(yù)矯直變形率為 3% ；九、將經(jīng)過步驟八制得的保險杠用鋁合金空心型材加熱到450°C 460°C，并在此溫度下保溫60min，然后急速水冷淬火；十、將經(jīng)過步驟九制得的保險杠用鋁合金空心型材張力矯直，變形率為 3%，并進(jìn)行輥式矯直、手工矯直；十一、將經(jīng)過步驟十制得的保險杠用鋁合金空心型材加熱到110°C 130°C，保溫 38小時 42小時進(jìn)行時效；十二、將經(jīng)過步驟i^一制得的保險杠用鋁合金空心型材按照M85+20mm標(biāo)準(zhǔn)切定尺，得到高級轎車保險杠用鋁合金空心型材。鋁合金空心型材中的單個雜質(zhì)< 0.05%，全部雜質(zhì)的范圍為< 0. 15%，此范圍內(nèi)的雜質(zhì)對鋁合金空心型材的性能沒有影響。該方法之制備的鋁合金空心型材實(shí)體尺寸、平直度良好，工業(yè)生產(chǎn)中成型性能好， 綜合力學(xué)性能優(yōu)良，抗拉強(qiáng)度不小于350N/mm2，非比例延伸強(qiáng)度不小于320N/mm2，斷后伸長率不小于6% ；空心型材同時滿足淬火時效后立即在200度高溫中保溫5分鐘后即降溫至 185度保溫15分鐘，抗拉強(qiáng)度不小于320N/mm2，非比例延伸強(qiáng)度不小于^ON/mm2，斷后伸長率不小于6%。適合制作高級轎車保險杠。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中按質(zhì)量百分比為 Mg 1. 0% 2. 8%,Cr 0. 06% 0. 35%,Si 0. 05% 0. 30%,Fe 0. 05% 0. 35%, Cu 0. 05% 0. 18%, Mn :0. 05% 0. 7%, Zn :4. 0% 5. 0%、Ti :0. 05% 0. 18%, Zr 0. 05% 0. 18%和余量是Al的比例，稱取鋁合金錠、鎂錠和鋅錠。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。本實(shí)施方式的步驟一中還可按質(zhì)量百分比為Mg :2.3%, Cr :0. 29%, Si :0. 20%, Fe 0. 20%,Cu 0. 11%,Mn :0. 52%,Zn :4. 3%,Ti :0. 14%,Zr :0. 14%和余量是 Al 的比例，
稱取鋁合金錠、鎂錠和鋅錠。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不不同的是步驟一中熔煉溫度為730°C 750°C，熔煉時間為3 4小時。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。本實(shí)施方式的步驟一中熔煉溫度優(yōu)選為740V，熔煉時間優(yōu)選為3. 5小時。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟二中在鑄造溫度為723V 730°C、鑄造速度為81mm/min 84mm/min、冷卻水強(qiáng)度為0. 045MPa 0. 055ΜΙ^和冷卻水溫度為13°C 17°C的條件下鑄造成直徑為172士2mm的鑄棒。其它步驟
和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。步驟二還可以按下述操作進(jìn)行將步驟一制得的鋁合金熔液在鑄造溫度為 725°C、鑄造速度為82mm/min、冷卻水強(qiáng)度為0. 050ΜΙ^和冷卻水溫度為15°C的條件下鑄造成直徑172 士 2mm的鑄棒。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是步驟三中鑄棒切斷，斷后長度為500+0mm 500+4mm。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。步驟三還可以按下述操作進(jìn)行將步驟二鑄棒切斷，斷后長度為500+2mm。與上述具體實(shí)施方式
之一不同的是步驟四中直徑為172士2mm鑄棒車去表面的鑄造氧化皮，得到直徑為162+1 +3mm的鋁合金鑄錠。其它步驟及參數(shù)與上述具體實(shí)施方式
相同。步驟四還可以按下述操作進(jìn)行172士2mm鑄棒車去表面的鑄造氧化皮，得到直徑為162+2mm的鋁合金鑄錠。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟五中的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火，退火溫度為450°C 465°C，保溫11 13小時。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。步驟五還可以按下述操作進(jìn)行鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火，退火溫度為460°C， 保溫12小時。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是步驟六中的鋁合金鑄錠放入電阻加熱爐中加熱至鋁合金鑄錠的溫度為420°C 480°C。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。步驟六還可以按下述操作進(jìn)行鋁合金鑄錠放入電阻加熱爐中加熱至鋁合金鑄錠的溫度為470°C。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟七中的鋁合金鑄錠經(jīng)過保險杠用鋁合金空心型材專用模具經(jīng)加熱到420 480°C，保持2小時之后擠壓。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。步驟七還可以按下述操作進(jìn)行鋁合金鑄錠經(jīng)過保險杠用鋁合金空心型材專用模具經(jīng)加熱到460°C，保持2小時之后擠壓。與上述具體實(shí)施方式
之一不同的是步驟八中的保險杠用鋁合金空心型材預(yù)矯直 (張力矯直)，預(yù)矯直變形率為1. 2% 2. 0%。其它步驟及參數(shù)與上述具體實(shí)施方式
相同。步驟七還可以按下述操作進(jìn)行步驟八中的保險杠用鋁合金空心型材預(yù)矯直(張力矯直)，預(yù)矯直變形率為1.5%。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是步驟九中的保險杠用鋁合金空心型材加熱到455 460°C，并在此溫度下保溫60min，然后急速水冷淬火。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。步驟九還可以按下述操作進(jìn)行保險杠用鋁合金空心型材加熱到460°C，并在此溫度下保溫60min，然后急速水冷淬火。與上述具體實(shí)施方式
之一不同的是步驟十中的保險杠用鋁合金空心型材張力矯直，變形率為1.5% 2.8%，并依次進(jìn)行輥式矯直和手工矯直。其它步驟及參數(shù)與上述具體實(shí)施方式
相同。步驟十還可以按下述操作進(jìn)行保險杠用鋁合金空心型材張力矯直，變形率為 2. 5%，并依次進(jìn)行輥式矯直和手工矯直。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九之一不同的是步驟十一中的保險杠用鋁合金空心型材加熱到115°C 125°C，保溫39小時 41小時進(jìn)行時效。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至九之一相同。步驟十一還可以按下述操作進(jìn)行保險杠用鋁合金空心型材加熱到120°C保溫40 進(jìn)行時效。與上述具體實(shí)施方式
之一不同的是步驟十二中的保險杠用鋁合金空心型材按照 2285+lOmm標(biāo)準(zhǔn)切定尺。其它步驟及參數(shù)與上述具體實(shí)施方式
相同。
步驟十二還可以按下述操作進(jìn)行保險杠用鋁合金空心型材按照2285+8mm標(biāo)準(zhǔn)切定尺。采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)明效果轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，所述的制造方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、按鋁合金空心型材中元素的質(zhì)量百分比為Mg :2.4%, Cr 0. 29%,Si 0. 20%,Fe :0. 20%,Cu :0. 11%,Mn :0. 52%,Zn :4. 5%,Ti :0. 14%,Zr :0. 14% 和余量是Al的比例，稱取鋁合金錠、鎂錠和鋅錠并加入到干燥的熔煉爐中，在熔煉溫度為 745°C，熔煉時間為3. 8小時，得到鋁合金熔液；二、將步驟一制得的鋁合金熔液在鑄造溫度為730°C、鑄造速度為82mm/min、冷卻水強(qiáng)度為0. 055ΜΙ^和冷卻水溫度為18°C的條件下鑄造成直徑為172士2mm的鑄棒，三、將步驟二制得的鑄棒切斷，斷后長度為500+4mm，四、將經(jīng)過步驟三制得的直徑為172士2mm鑄棒車去表面的鑄造氧化皮，得到直徑為162+3mm的鋁合金鑄錠；五、將步驟四制得的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火，退火溫度為465°C，保溫12小時；
六、將經(jīng)步驟五處理的鋁合金鑄錠放入電阻加熱爐中加熱至鋁合金鑄錠的溫度為455°C，
七、將經(jīng)過步驟六制得的鋁合金鑄錠經(jīng)過保險杠用鋁合金空心型材專用模具，模具經(jīng)加熱到450°C，保持2小時之后擠壓擠壓，八、將經(jīng)過步驟七制得的保險杠用鋁合金空心型材預(yù)矯直(張力矯直)，預(yù)矯直變形率為1.2%，九、將經(jīng)過步驟八制得的保險杠用鋁合金空心型材加熱到470°C，并在此溫度下保溫50min，然后急速水冷淬火，十、將經(jīng)過步驟九制得的保險杠用鋁合金空心型材張力矯直，變形率為2.6%，并依次進(jìn)行輥式矯直和手工矯直，十一將經(jīng)過步驟十制得的保險杠用鋁合金空心型材加熱到120°C保溫40進(jìn)行時效，十二、將經(jīng)過步驟i^一制得的保險杠用鋁合金空心型材按照2285+5mm標(biāo)準(zhǔn)切定尺，得到轎車保險杠用鋁合金空心型材。本試驗(yàn)制備的轎車保險杠用鋁合金空心型材實(shí)體尺寸、平直度良好，工業(yè)生產(chǎn)中成型性能好，綜合力學(xué)性能優(yōu)良，抗拉強(qiáng)度不小于350N/mm2，非比例延伸強(qiáng)度不小于320N/ mm2,斷后伸長率不小于6% ；空心型材同時滿足淬火時效后立即在200度高溫中保溫5分鐘后即降溫至185度保溫15分鐘，抗拉強(qiáng)度不小于320N/mm2，非比例延伸強(qiáng)度不小于^ON/ mm2，斷后伸長率不小于6%。適合制作高級轎車保險杠。
權(quán)利要求
1.轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法是按下述方法進(jìn)行的一、按質(zhì)量百分比為Mg :2. 2 % 2. 8 %、Cr :0. 15 % 0. 25 %、Si 彡 0. 25 %、 Fe 彡 0. 30%,Cu 0. 05% 0. 20%,Mn :0. 20% 0. 50%,Zn :4. 0% 4. 8%,Ti :0. 05% 0. 18%,Zr 0. 05% 0. 15%和余量是Al的比例，稱取鋁合金錠、鎂錠和鋅錠并加入到干燥的熔煉爐中，在溫度為720°C 760°C條件下熔煉2. 5 4. 5小時，得到鋁合金熔液；二、將步驟一制得的鋁合金熔液在鑄造溫度為720°C 735°C、鑄造速度為80mm/min 85mm/min、冷卻水強(qiáng)度為0. 04MPa 0. 06MPa和冷卻水溫度為10°C 20°C的條件下鑄造成直徑為172 士 2mm的鑄棒；三、將步驟二制得的鑄棒切斷，斷后長度為500+5mm；四、將經(jīng)過步驟三制得的直徑為172士2mm鑄棒車去表面的鑄造氧化皮，得到直徑為 162 士 2mm的鋁合金鑄錠；五、將步驟四制得的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火，退火溫度為450°C 465°C，保溫 11 13小時；六、將經(jīng)步驟五處理的鋁合金鑄錠放入電阻加熱爐中加熱至鋁合金鑄錠的溫度為 400 °C 480 °C ；七、將經(jīng)過步驟六制得的鋁合金鑄錠經(jīng)過保險杠用鋁合金空心型材專用模具擠壓；八、將經(jīng)過步驟七制得的保險杠用鋁合金空心型材預(yù)矯，預(yù)矯直變形率為 3%；九、將經(jīng)過步驟八制得的保險杠用鋁合金空心型材加熱到450°C 460°C，并在此溫度下保溫60min，然后急速水冷淬火；十、將經(jīng)過步驟九制得的保險杠用鋁合金空心型材張力矯直，變形率為 3%，并依次進(jìn)行輥式矯直和手工矯直；十一、將經(jīng)過步驟十制得的保險杠用鋁合金空心型材加熱到110°C 130°C，保溫38小時 42小時進(jìn)行時效；十二、將經(jīng)過步驟i^一制得的保險杠用鋁合金空心型材按照2285+20mm標(biāo)準(zhǔn)切定尺， 得到高級轎車保險杠用鋁合金空心型材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于步驟一中按質(zhì)量百分比為 Mg :1. 0% 2. 8%、Cr :0. 06% 0. 35%, Si :0. 05% 0. 30%, Fe 0. 05% 0. 35%, Cu :0. 05% 0. 18%, Mn :0. 05% 0. 7%, Zn :4. 0% 5. 0%、Ti 0. 05% 0. 18%, Zr 0. 05% 0. 18%和余量是Al的比例，稱取鋁合金錠、鎂錠和鋅錠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于步驟一中熔煉溫度為730°C 750°C，熔煉時間為3 4小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于步驟二中在鑄造溫度為723°C 730°C、鑄造速度為81mm/min 84mm/min、冷卻水強(qiáng)度為 0. 045MPa 0. 055MPa和冷卻水溫度為13°C 17°C的條件下鑄造成直徑為172士2mm的鑄棒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于步驟三中鑄棒切斷，斷后長度為500+0mm 500+4mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于步驟五中的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火，退火溫度為450°C 465°C，保溫11 13小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于步驟六中的鋁合金鑄錠放入電阻加熱爐中加熱至鋁合金鑄錠的溫度為420°C 480°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于步驟七中的鋁合金鑄錠經(jīng)過保險杠用鋁合金空心型材專用模具經(jīng)加熱到420 480°C，保持2小時之后擠壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于步驟九中的保險杠用鋁合金空心型材加熱到455 460°C，并在此溫度下保溫60min，然后急速水冷淬火。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，其特征在于步驟十一中的保險杠用鋁合金空心型材加熱到115°C 125°C，保溫39小時 41小時進(jìn)行時效。
全文摘要
轎車保險杠用鋁合金空心型材的制造方法，它涉及一種鋁合金空心型材的制造方法。以解決國內(nèi)高級轎車保險杠抗拉強(qiáng)度低、非比例延伸強(qiáng)度低、高級轎車保險杠依賴進(jìn)口的問題。方法一、合金熔液制備；二、鑄造合金鑄棒；三、鑄棒切斷；四、鑄棒車皮；五、均勻化退火；六、鑄錠加熱；七、擠壓；八、預(yù)矯直；九、淬火；十、矯直；十一、時效，十二、切定尺，即制得汽車保險杠用鋁合金空心型材。本發(fā)明制備的空心型材直線度、尺寸完全達(dá)到進(jìn)口保險杠標(biāo)準(zhǔn)，綜合力學(xué)性能優(yōu)良。本發(fā)明可用于高級轎車保險杠型材的加工制造。
文檔編號C22F1/053GK102489973SQ20111043971
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者馮正海, 劉記偉, 宋微, 王麗薇, 馬琳 申請人:東北輕合金有限責(zé)任公司