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1、(10)申请公布号 CN 104278178 A (43)申请公布日 2015.01.14 CN 104278178 A (21)申请号 201410503272.3 (22)申请日 2014.09.28 C22C 21/10(2006.01) C22F 1/053(2006.01) (71)申请人 吉林利源精制股份有限公司 地址 136200 吉林省辽源市西宁大路 5729 号 (72)发明人 康杰 (74)专利代理机构 中国有色金属工业专利中心 11028 代理人 李子健 李迎春 (54) 发明名称 一种用于制造汽车保安部件的铝合金及其制 备方法 (57) 摘要 本 发 明 公 开 了 一。
2、 种 制 造 汽 车 保 安 件 的 铝 合 金 及 制 备 方 法， 该 合 金 由 Si0.08-0.1%、 Fe0.08-0.1%、 Cu0.01-0.04%、 Mn0.01-0.04%、 Mg0.9-1.2%、Zn4.7-5.2%、Zr 0.15-0.20%、 Ti0.02-0.05%、 余量为工业纯铝组成， 经冶炼， 热 处理， 高温挤压， 在线风冷处理， 但其在自然时 效 24 小时之后的状态下进行冲压以及折弯加 工， 制品沿挤压痕方向发生开裂， 所以本发明为 防止加工开裂， 在自然时效 24 小时甚至更多的 时间之后进行回火处理再进行产品加工， 可完 全避免制品沿挤压痕方向发生开。
3、裂， 加工组装 总成后再进行淬火以及时效处理， 仍可达到抗 拉强度 360MPa， 规定非比例延伸强度可达到 320MPa， 延伸率可达到10%以上的性能指标， 保 证了制品在使用过程中有良好的强度和冲击韧性 的优点及效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 104278178 A CN 104278178 A 1/1 页 2 1. 一种用于制造汽车保安部件的铝合金， 其特征在于， 所述铝合金的重量百分比组 分为 ： Si 0.08-0.1%、 Fe 0.。
4、08-0.1%、 Cu 0.01-0.04%、 Mn 0.01-0.04%、 Mg 0.9-1.2%、 Zn 4.7-5.2%、 Zr 0.15-0.20%、 Ti 0.02-0.05%、 余量为工业纯铝。 2. 一种如权利要求 1 所述铝合金的制备方法， 其特征在于， 所述制备方法包括以下步 骤 ： （a） 将0.08-0.1重量%的Si， 0.08-0.1重量%的Fe、 0.01-0.04重量%的Cu、 0.01-0.04 重量%的Mn、 0.9-1.2重量%的Mg、 4.7-5.2重量%的Zn、 0.15-0.20重量%的Zr、 0.02-0.05 重量 % 的 Ti 以及余量工业纯铝进。
5、行冶炼， 用同水平热顶铸造机铸造成铝合金长锭 ； （b）将 （a）步骤获的铝合金长锭装入均质炉中进行均匀化热处理， 加热温度为 460-470， 保温 11-13h 出炉， 空气冷却至常温， 切成短段 ； （c） 冷却至常温后的铝合金短锭在加热炉中再加热至 495-510上机挤压成型， 出料口 的温度为 480500 ； （d）采用在线风冷淬火处理， 将型材通过风机进行冷却， 型材淬火温度控制在 470-490之间 ； （e） 风冷处理后进行定尺锯切， 如果放置时间在 24 小时内可直接加工 ； 如果放置时间 等于或超过 24 小时则进行回火处理， 回火工艺为 2703， 保温 3-10min。
6、 ； （f） 将步骤 （e） 处理后的制品进行冲压以及折弯加工成型， 再对成型产品进行离线淬火 处理， 加温到 4705， 保温 30-45min， 出炉后风冷淬火处理并冷却至室温 ； （g）离线淬火处理后进行人工时效， 时效制度为双级时效 ： 一级时效加热温度 1005， 保温 5-6h， 二级时效加热温度 1505， 保温 6-8h， 出炉冷却后为产品。 权 利 要 求 书 CN 104278178 A 2 1/4 页 3 一种用于制造汽车保安部件的铝合金及其制备方法 技术领域 0001 本发明属合金领域， 尤其涉及一种用于制造汽车保安部件的铝合金及其制备方 法。 背景技术 0002 汽车。
7、的前后保险杠总成、 防撞梁等都是汽车保安件， 现有的上述保安件多数采用 铝合金挤压型材为主体， 一般采用 6082 合金制成， 其不足之处通常存在抗拉强度和规定非 比例延伸强度较低、 延伸率较低， 达不到产品机械性能， 且在型材横向折弯的生产过程中， 出现制品沿挤压痕开裂的现象。有些现有技术中虽然在此基础上对合金进行了优化， 但没 有本质的改变。装备较好的铝型材厂在在线风冷后利用立式淬火炉进行固溶热处理工序， 这不仅增加了生产成本， 也对型材表面产生了严重的影响， 虽然抗拉强度和规定非比例延 伸强度达到了技术要求， 但延伸率却大大降低， 即在型材横向折弯的生产过程中， 制品沿挤 压痕开裂的现象。
8、大大增加。 发明内容 0003 本发明的目的是针对现有技术存在的问题， 提供一种用于制造汽车保安件的铝合 金及其制备方法。 0004 上述目的是通过下述方案实现的 ： 一种用于制造汽车保安部件的铝合金， 其特征在于， 所述铝合金的重量百分比组分 为 ： Si 0.08-0.1%、 Fe 0.08-0.1%、 Cu 0.01-0.04%、 Mn 0.01-0.04%、 Mg 0.9-1.2%、 Zn 4.7-5.2%、 Zr 0.15-0.20%、 Ti 0.02-0.05%、 余量为工业纯铝。 0005 一种制备上述铝合金的方法， 其特征在于， 所述制备方法包括以下步骤 ： （a） 将0.08。
9、-0.1重量%的Si， 0.08-0.1重量%的Fe、 0.01-0.04重量%的Cu、 0.01-0.04 重量%的Mn、 0.9-1.2重量%的Mg、 4.7-5.2重量%的Zn、 0.15-0.20重量%的Zr、 0.02-0.05 重量 % 的 Ti 以及余量工业纯铝进行冶炼， 用同水平热顶铸造机铸造成铝合金长锭 ； （b）将 （a）步骤获的铝合金长锭装入均质炉中进行均匀化热处理， 加热温度为 460-470， 保温 11-13h 出炉， 空气冷却至室温， 切成短段 ； （c） 冷却至室温后的铝合金短锭在加热炉中再加热至 495-510上机挤压成型， 出料口 的温度为 480500 ；。
10、 （d）采用在线风冷淬火处理， 将型材通过风机进行冷却， 型材淬火温度控制在 470-490之间 ； （e） 风冷处理后进行定尺锯切， 如果放置时间在 24 小时内可直接加工 ； 如果放置时间 等于或超过 24 小时则需进行回火处理， 回火工艺为 2703， 保温 3-10min ； （f） 将步骤 （e） 处理后的制品进行冲压以及折弯加工成型， 再对成型产品进行离线淬火 处理， 加温到 4705， 保温 30-45min， 出炉后风冷淬火处理并冷却至室温 ； （g）离线淬火处理后进行人工时效， 时效制度为双级时效 ： 一级时效加热温度 说 明 书 CN 104278178 A 3 2/4 页。
11、 4 1005， 保温 5-6h， 二级时效加热温度 1505， 保温 6-8h， 出炉冷却后为产品。 0006 本发明的有益效果 ： 本发明的产品在自然时效 24 小时甚至更多的时间之后进 行回火处理再进行产品加工， 可完全避免制品沿挤压痕方向发生开裂， 加工组装总成后 再进行淬火以及时效处理， 仍可达到抗拉强度 360MPa， 规定非比例延伸强度可达到 320MPa， 延伸率可达到 10% 以上的性能指标， 保证了制品在使用过程中有良好的强度和 冲击韧性的优点及效果。 具体实施方式 0007 本发明的用于制造汽车保安部件的铝合金的重量百分比组分为 ： Si 0.08-0.1%、 Fe 0.。
12、08-0.1%、 Cu 0.01-0.04%、 Mn 0.01-0.04%、 Mg 0.9-1.2%、 Zn 4.7-5.2%、 Zr 0.15-0.20%、 Ti 0.02-0.05%、 余量为工业纯铝。 0008 制备上述铝合金的方法包括以下步骤 ： （a） 将0.08-0.1重量%的Si， 0.08-0.1重量%的Fe、 0.01-0.04重量%的Cu、 0.01-0.04 重量%的Mn、 0.9-1.2重量%的Mg、 4.7-5.2重量%的Zn、 0.15-0.20重量%的Zr、 0.02-0.05 重量 % 的 Ti 以及余量工业纯铝进行冶炼， 用同水平热顶铸造机铸造成铝合金长锭 ；。
13、 （b）将 （a）步骤获的铝合金长锭装入均质炉中进行均匀化热处理， 加热温度为 460-470， 保温 11-13h 出炉， 空气冷却至室温， 切成短段 ； （c） 冷却至室温后的铝合金短锭在加热炉中再加热至 495-510上机挤压成型， 出料口 的温度为 480500 ； （d）采用在线风冷淬火处理， 将型材通过风机进行冷却， 型材淬火温度控制在 470-490之间 ； （e） 风冷处理后进行定尺锯切， 若不放置直接加工无需进行回火处理， 但必须控制在 24 小时范围内 （即放置时间小于 24 小时则不需要回火处理） ； 若加工不及时需对型材放置， 不 限制放置时间， 随时可以进行回火处理，。
14、 回火工艺为 2703， 保温 3-10min（即放置时间 等于或超过 24 小时， 需要回火处理） ； （f） 将步骤 （e） 处理后的制品进行冲压以及折弯加工成型， 再对成型产品进行离线淬火 处理， 加温到 4705， 保温 30-45min， 出炉后风冷淬火处理并冷却至室温 ； （g）离线淬火处理后进行人工时效， 时效制度为双级时效 ： 一级时效加热温度 1005， 保温 5-6h， 二级时效加热温度 1505， 保温 6-8h， 出炉冷却后为产品。 0009 实施例 1 将 0.09kg 的 Si、 0.09kg 的 Mg、 0.03kg 的 Cu、 0.03kg 的 Mn、 1.08。
15、kg 的 Mg、 5.02kg 的 Zn、 0.17kg 的 Zr 和 0.02kg 的 Ti 加入 93.40kg 的工业纯铝中进行冶炼， 用同水平热顶铸造机 铸造成铝合金长锭后装入均质炉中进行均匀化热处理， 温度 460， 保温 12 小时， 空气冷却 至室温 ； 切成短段后在加热炉再加热到 495后上机挤压成型， 出料口温度为 500， 采用 在线风冷淬火处理， 将型材通过风机进行冷却， 型材淬火温度为 490 ； 风冷淬火处理后按 定尺锯切放置 7 天， 7 天后进行回火处理， 回火工艺为 267， 保温 3min， 回火处理后将制品 进行冲压以及折弯加工成型 ； 再对成型产品进行离线。
16、淬火处理， 加温到 465， 保温 45min， 出炉后风冷处理冷却至室温 ； 将成型产品与其他部件加工组装成总成件 ； 离线淬火处理后 进行人工时效， 时效制度为双级时效 ： 一级时效加热温度 95， 保温 5h， 二级时效加热温度 说 明 书 CN 104278178 A 4 3/4 页 5 155， 保温 6h， 出炉冷却后为本发明产品。该产品的抗拉强度可达到 398Mpa， 规定非比例 延伸强度可达到 351Mpa， 延伸率可达到 15.5%， 冲击韧性极好。 0010 实施例 2 将 0.085kg 的 Si、 0.08kg 的 Mg、 0.035kg 的 Cu、 0.03kg 的 。
17、Mn、 1.05kg 的 Mg、 4.9kg 的 Zn、 0.16kg的Zr和0.02kg的Ti加入93.6kg的工业纯铝中进行冶炼， 用同水平热顶铸造机 铸造成铝合金长锭后装入均质炉中进行均匀化热处理， 温度 470， 保温 13 小时， 空气冷却 至常温 ； 切成短段后在加热炉再加热至 510上机挤压成型， 出料口温度为 480， 采用在 线风冷淬火处理， 将型材通过风机进行冷却， 型材淬火温度在 470 ； 风冷处理后按定尺锯 切放置 15 天， 15 天后进行回火处理， 回火工艺为 273， 保温 10min ； 回火处理后将制品进 行冲压以及折弯加工成型， 再对成型产品进行离线淬火处。
18、理， 加温到 475， 保温 30min， 出 炉后风冷处理冷却至室温 ； 将成型产品与其他部件加工组装成总成件 ； 离线淬火处理后进 行人工时效， 时效制度为双级时效 ： 一级时效加热温度 105， 保温 6h， 二级时效加热温度 145， 保温 8h， 出炉冷却后为本发明产品。该产品的抗拉强度可达到 393Mpa， 规定非比例 延伸强度可达到 358Mpa， 延伸率可达到 14.5%， 冲击韧性极好。 0011 实施例 3 将 0.08kg 的 Si、 0.1kg 的 Mg、 0.01kg 的 Cu、 0.04kg 的 Mn、 1.2kg 的 Mg、 4.7kg 的 Zn、 0.20kg 。
19、的 Zr 和 0.05kg 的 Ti 加入 93.6kg 的工业纯铝中进行冶炼， 用同水平热顶铸造机 铸造成铝合金长锭后装入均质炉中进行均匀化热处理， 温度 470， 保温 11 小时， 空气冷却 至常温 ； 切成短段后在加热炉再加热至 510上机挤压成型， 出料口温度为 480， 采用在 线风冷淬火处理， 将型材通过风机进行冷却， 型材淬火温度在 490 ； 风冷处理后按定尺锯 切放置 30 天， 30 天后进行回火处理， 回火工艺为 273， 保温 10min ； 回火处理后将制品进 行冲压以及折弯加工成型， 再对成型产品进行离线淬火处理， 加温到 475， 保温 30min， 出 炉后风。
20、冷处理冷却至室温 ； 将成型产品与其他部件加工组装成总成件 ； 离线淬火处理后进 行人工时效， 时效制度为双级时效 ： 一级时效加热温度 105， 保温 6h， 二级时效加热温度 145， 保温 6h， 出炉冷却后为本发明产品。该产品的抗拉强度可达到 386Mpa， 规定非比例 延伸强度可达到 355Mpa， 延伸率可达到 14%， 冲击韧性极好。 0012 实施例 4 将 0.1kg 的 Si、 0.08kg 的 Mg、 0.04kg 的 Cu、 0.04kg 的 Mn、 1.2kg 的 Mg、 5.2kg 的 Zn、 0.15kg 的 Zr 和 0.05kg 的 Ti 加入 93.0kg 。
21、的工业纯铝中进行冶炼， 用同水平热顶铸造机铸 造成铝合金长锭后装入均质炉中进行均匀化热处理， 温度 460， 保温 13 小时， 空气冷却至 常温 ； 切成短段后在加热炉再加热至 495上机挤压成型， 出料口温度为 500， 采用在线 风冷淬火处理， 将型材通过风机进行冷却， 型材淬火温度在 490 ； 风冷处理后按定尺锯切 放置 24h， 24h 后进行回火处理， 回火工艺为 267， 保温 3min ； 回火处理后将制品进行冲压 以及折弯加工成型， 再对成型产品进行离线淬火处理， 加温到 475， 保温 45min， 出炉后风 冷处理冷却至室温 ； 将成型产品与其他部件加工组装成总成件 ；。
22、 离线淬火处理后进行人工 时效， 时效制度为双级时效 ： 一级时效加热温度 105， 保温 5h， 二级时效加热温度 145， 保温 6h， 出炉冷却后为本发明产品。该产品的抗拉强度可达到 409Mpa， 规定非比例延伸强 度可达到 357Mpa， 延伸率可达到 15%， 冲击韧性极好。 0013 按着上述配方和制备方法挤压生产的汽车保安件用铝合金型材， 抗拉强度可达到 说 明 书 CN 104278178 A 5 4/4 页 6 380-415Mpa， 规定非比例延伸强度可达到 350-370Mpa， 延伸率可达到 14-16 以上， 保证了制 品在使用过程中具有良好的强度和韧性， 通过国外。
23、综合性能检测， 其结果达到并超过了汽 车保安件用铝合金型材 T6 状态的特别质量要求。 0014 本发明铝合金与现有的 6082 合金进行比较， 能达到的性能指标见表 1。 0015 表 1 本发明的铝合金与现有的 6082 合金能达到的性能比较结果。 0016 表 1 ： 6082 合金与 7108 合金性能参数对照表 从表 1 结果可以看出本发明产品具有抗拉强度和规定非比例延伸强度均高于已有技 术， 保证了制品在使用过程中良好的强度和冲击韧性。 0017 由于采取上述技术方案使本发明技术与已有技术相比具有产品优化配方， 产品 抗拉强度高， 可达到 380-415MPa， 规定非比例延伸强度可达到 350-370MPa， 延伸率可达到 14-16 以上， 保证了制品在使用过程中具有良好的强度和韧性的优点及效果。 说 明 书 CN 104278178 A 6 。