一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種合金，具體涉及一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金。該合金用于生 產(chǎn)各種斷面的鋁合金型材，廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件中，如汽車大梁、車圈輪轂、各類 梯活動鉸鏈等。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金型材是一種應(yīng)用極為廣泛的型材，且具有一定歷史。在長期的使用過程中， 其合金的組分含量和組分關(guān)系一直在根據(jù)人們的實際使用需要進(jìn)行著各種調(diào)整和嘗試。
[0003] 近期在申請人的一款高強(qiáng)度梯的開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)其活動鉸鏈在測試中存在以下 兩個問題：a、現(xiàn)有的合金所生產(chǎn)的產(chǎn)品，其抗拉強(qiáng)度在350MPa左右，鉸鏈的抗拉強(qiáng)度、屈服 強(qiáng)度性能不夠、在測試過程中負(fù)載不能通過；b、采用更高強(qiáng)度合金時，其抗拉強(qiáng)度能達(dá)到 500MPa左右，但延伸率在10%，擠壓成型極難，且后道冷加工延伸率不夠?qū)е录庸だщy。
[0004] 因此，如何解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，便成為本發(fā)明所要解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，成 分由下述重量百分比的組分組成： 硅 彡0. 15% ; 鐵 彡0· 3% ; 銅 0· 45~0· 7% ; 錳 彡0· 1% ; 鎂 0· 8?L 5% ; 絡(luò) 0. 05-0. 25% ； 鋅 5. 0?6. 5% ; 鈦 彡0· 1% ; 錯 0. 05-0. 1% ； 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ; 其中，銅、鎂的比例控制在100 :(114?333)，鎂、鋅的比例控制在100 :(333 :813)。
[0007] 上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下： 1、上述方案中，所述合金的擠壓性能優(yōu)異，其抗拉強(qiáng)度彡400MPa，其屈服強(qiáng)度 彡380MPa，其延伸率彡15%。
[0008] 2、上述方案中，作為優(yōu)選方案， 所述硅 0. 012~0. 145% ; 所述鐵 0. 1~0. 28% ; 所述銅 0· 465~0· 697% ; 所述錳 0. 034~0. 097% ; 所述鎂 0· 805~1· 497% ; 所述鉻 0· 052~(λ 241% ; 所述鋅 5. 1~6. 47% ; 所述鈦 0· 013~0· 092% ; 所述鋯 0· 052~(λ 096% ; 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ; 其中，銅、鎂的比例控制在100 :(203?227)，鎂、鋅的比例控制在100 :(596 :625)。當(dāng) 銅和鎂，鎂和鋅的比例控制在上述范圍時，其抗拉強(qiáng)度彡430MPa，其屈服強(qiáng)度彡385MPa，其 延伸率彡17%。
[0009] 3、上述方案中，在所述優(yōu)選方案里，所述鋯、銅的比例控制在100 :(835?1052)， 所述鋯、鎂的比例控制在100 :(1765?2079)，所述鋯、鋅的比例控制在10 :(765?1088)。 當(dāng)鋯分別和銅、鎂、鋅的比例控制在上述范圍時，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)440MPa，其屈服強(qiáng)度可達(dá) 395MPa，其延伸率可達(dá)17. 64%。
[0010] 4、上述方案中，鋅和鎂和鋁分別形成Mg2A 13、MgZn5和ZnMg2三個二元相以及 A12Mg3Zn3三元化合物；其中，A12Mg3Zn3和ZnMg2是該合金的主要強(qiáng)化相。
[0011] 本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點如下： 1、本合金在現(xiàn)有合金基礎(chǔ)上增加鋅、銅含量和銅/鎂比值提高強(qiáng)度，并用鋯代鉻、錳形 成ZrA13彌散相提高再結(jié)晶抗力，提高了斷裂韌性和淬透性，使本合金具有高抗拉強(qiáng)度以 及高屈服強(qiáng)度。
[0012] 2、本合金由于具有較高的可擠壓性能，能使用于生產(chǎn)各種不規(guī)則形狀的型材斷 面，可實現(xiàn)零件的設(shè)計多樣化，這使這種新型的合金所生產(chǎn)的材料的應(yīng)用領(lǐng)域非常的廣泛， 如齒輪、多邊形斷面等各種高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件。
[0013] 3、本合金所生產(chǎn)的型材其在抗拉強(qiáng)度高（彡400MPa)和屈服強(qiáng)度高（彡380MPa)的 情況下，延伸率也非常的優(yōu)異（多15%)，這樣解決了現(xiàn)有材料兩者不能兼顧的問題。本合金 材料在擠壓成型后，能滿足更多的冷加工變形的方式，且成型不開裂，組裝成整梯后整梯負(fù) 載測試通過，提高了材料的三維立體造型的能力，拓展了高強(qiáng)度合金的使用空間。
【具體實施方式】
[0014] 下面對本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實施例一：一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，成分由下述重量百分比的組分組成： 硅 0· 10 ?0· 12% ; 鐵 彡0· 12% ; 銅 0· 52~0· 55% ; 錳 彡0· 1% ; 鎂 1. 0~1· 05% ; 絡(luò) 0. 1-0. 12% ； 鋅 5. 2~5· 4% ; 鈦 彡0· 1% ; 錯 0. 05~0. 1% ； 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ;其性能測試 見表1。
[0015] 實施例二：一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，成分由下述重量百分比的組分組 成： 娃 0· 08 ?0· 12% ; 鐵 彡0· 14% ; 銅 0· 5~0· 55% ; 錳 彡0· 1% ; 鎂 0· 95?L 0% ; 絡(luò) 0. 08-0. 12% ； 鋅 5. 5?5. 9% ; 鈦 彡0· 1% ; 錯 0. 05-0. 1% ； 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ;其性能測試 見表1。
[0016] 實施例三：一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，成分由下述重量百分比的組分組 成： 硅 0· 10 ?0· 14% ; 鐵 彡0· 18% ; 銅 0· 54?0· 6% ; 錳 彡0· 1% ; 鎂 0· 95~1· 2% ; 絡(luò) 0· 1~0· 14% ; 鋅 5. 6~6· 1% ; 鈦 彡0· 1% ; 錯 0. 05-0. 1% ； 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ;其性能測試 見表1。
[0017] 實施例四：一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，成分由下述重量百分比的組分組 成： 娃 0· 08 ?0· 12% ; 鐵 彡0· 16% ; 銅 0· 48~0· 53% ; 錳 彡0· 1% ; 鎂 0. 89~0. 92% ; 絡(luò) 0. 05-0. 1% ； 鋅 5~5· 3% ; 鈦 彡0· 1% ; 錯 0. 05~0. 1% ； 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ;其性能測試 見表1。
[0018] 實施例五：一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，成分由下述重量百分比的組分組 成： 硅 0· 10 ?0· 13% ; 鐵 彡0· 1% ; 銅 0· 49~0· 51% ; 錳 彡0· 1% ; 鎂 0· 98~1· 02% ; 絡(luò) 0. 07-0. 1% ； 鋅 5. 8?5. 9% ; 鈦 彡0· 1% ; 錯 0. 05-0. 1% ； 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ;其性能測試 見表1。
[0019] 實施例六：一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，成分由下述重量百分比的組分組 成： 娃 0. 09 ?0. 15% ; 鐵 彡0· 3% ; 銅 0· 45~0· 7% ; 錳 彡0· 1% ; 鎂 0· 8?L 5% ; 絡(luò) 0. 06-0. 25% ； 鋅 5. 3?6. 5% ; 鈦 彡0· 1% ; 錯 0. 05-0. 1% ； 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ;其性能測試 見表1。
[0020] 實施例七：一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，成分由下述重量百分比的組分組 成： 娃 0. 012~0. 145% ; 鐵 0· 1~0· 28% ; 銅 0· 465~0· 697% ; 猛 0. 034-0. 097% ； 鎂 （λ 805~L 497% ; 絡(luò) 0· 052~0· 241% ; 鋅 5. 1?6. 47% ; 鈦 0· 013~0· 092% ; 鋯 0· 052~0· 096% ; 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ;其性能測試 見表1。其中，銅、鎂的比例控制在100 :(203?227)，鎂、鋅的比例控制在100 :(596 :625)。 當(dāng)銅和鎂，鎂和鋅的比例控制在上述范圍時，其抗拉強(qiáng)度彡430MPa，其屈服強(qiáng)度彡385MPa， 其延伸率彡17%。所述鋯、銅的比例控制在100 :(835?1052)，所述鋯、鎂的比例控制在 100 :(1765?2079)，所述鋯、鋅的比例控制在10 :(765?1088)。當(dāng)鋯分別和銅、鎂、鋅的 比例控制在上述范圍時，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)440MPa，其屈服強(qiáng)度可達(dá)395MPa，其延伸率可達(dá) 17. 64%〇
[0021] 其中，鋅和鎂和鋁分別形成Mg2A13、MgZn5和ZnMg2三個二元相以及A12Mg3Zn3三 元化合物；其中，A12Mg3Zn3和ZnMg2是該合金的主要強(qiáng)化相。
[0022] 現(xiàn)就本發(fā)明測試結(jié)果說明如下： 本發(fā)明的合金成份熔鑄后，進(jìn)行生產(chǎn)、以及性能測試，其結(jié)果如下： 1、產(chǎn)品的斷面其倒角為R0. 5,其在擠壓過程中速度可以達(dá)到8?10米/分鐘，其表面 狀況良好，倒角處無開裂現(xiàn)象。
[0023] 2、生產(chǎn)的產(chǎn)品時效后，進(jìn)行性能測試，其測試結(jié)果如下表：
【主權(quán)項】
1. 一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，其特征在于：成分由下述重量百分比的組分組 成： 硅 彡0. 15% ; 鐵 彡0· 3% ; 銅 0· 45~0· 7% ; 錳 彡0· 1% ; 鎂 0· 8?L 5% ; 絡(luò) 0. 05-0. 25% ； 鋅 5. 0?6. 5% ; 鈦 彡0· 1% ; 錯 0. 05-0. 1% ； 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ; 其中，銅、鎂的比例控制在100 :(114?333)，鎂、鋅的比例控制在100 :(333 :813)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金，其特征在于： 所述硅 0. 012~0. 145% ; 所述鐵 0. 1~0. 28% ; 所述銅 0· 465~0· 697% ; 所述錳 0. 034~0. 097% ; 所述鎂 0· 805~1· 497% ; 所述鉻 0· 052~0· 241% ; 所述鋅 5. 1~6. 47% ; 所述鈦 0· 013~0· 092% ; 所述鋯 0· 052~0· 096% ; 余量為鋁及含量< 0. 1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量< 0. 03% ; 其中，銅、鎂的比例控制在100 :(203?227)，鎂、鋅的比例控制在100 :(596 :625)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的合金，其特征在于：所述鋯、銅的比例控制在100 : (835? 1052)，所述鋯、鎂的比例控制在100 :(1765?2079)，所述鋯、鋅的比例控制在10 :(765? 1088)。
【專利摘要】一種擠壓性能優(yōu)良的高強(qiáng)度合金，其特征在于：成分由下述重量百分比的組分組成：硅≤0.15%；鐵≤0.3%；銅0.45~0.7%；錳≤0.1%；鎂0.8~1.5%；鉻0.05~0.25%；鋅5.0~6.5%；鈦≤0.1%；鋯0.05~0.1%；余量為鋁及含量≤0.1%的雜質(zhì)，且所述雜質(zhì)中單個組分的含量≤0.03%；其中，銅、鎂的比例控制在100∶（114～333），鎂、鋅的比例控制在100∶（333～813）。本發(fā)明擠壓性能優(yōu)異，其抗拉強(qiáng)度≥400MPa，屈服強(qiáng)度≥380MPa，延伸率≥15%，用于加工鉸鏈時，擠壓加工容易、冷加工成型不開裂、以及組裝成整梯后整梯負(fù)載測試可順利通過。
【IPC分類】C22C21-10
【公開號】CN104561701
【申請?zhí)枴緾N201510016079
【發(fā)明人】謝小燕
【申請人】蘇州日中天鋁業(yè)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月13日