一种免热处理高强韧变形铝合金及制备方法与流程

本发明属于高压压铸铝合金，特别是涉及一种免热处理高强韧变形铝合金及制备方法。

背景技术：

1、随着科技的飞速发展和高新技术领域的不断拓展，铝合金作为轻质高强材料，其应用范围日益广泛，特别是在汽车、航空航天等工业领域展现出巨大的应用潜力。为了实现铝合金在这些领域的更高效、更广泛的应用，制备出高质量、高性能的铝合金铸锭显得尤为重要。其中，6082铝合金作为al-mg-si系列合金，以其可热处理强化的特性、中等强度、优异的焊接性能和耐腐蚀性，在汽车零部件如防撞梁、门槛梁、电池盒等关键部件中得到了广泛应用。然而，随着汽车制造技术的不断进步和消费者对汽车安全性能要求的日益提高，6082铝合金材料在实际应用中面临着诸多挑战。

2、具体而言，传统工艺下制备的6082铝合金在挤压成型为零件时，往往存在性能不稳定的问题。不同部位的取样测试结果显示，其机械性能存在较大差异，尤其是材料的延伸率，普遍难以突破10%的瓶颈，多数情况下仅能达到8%左右，这限制了其在需要更高韧性要求的场合下的应用。此外，随着汽车安全标准的不断升级，特别是在整车碰撞测试中，对零部件的吸能能力提出了更高要求，即要求材料具备更高的韧性，具体表现为需要显著提升其延伸率，以更好地吸收碰撞能量，保护乘员安全。

3、因此，现有技术中6082铝合金在材料性能上的局限性已成为制约其在汽车轻量化及安全性能提升方面进一步发展的关键因素。为了克服这些技术难题，满足汽车行业对高性能铝合金材料的迫切需求，亟需对6082铝合金进行深入研究，探索新的制备工艺或改进现有工艺，以实现其材料力学性能的显著提升，从而推动铝合金材料在高新技术领域中的更广泛应用。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种免热处理高强韧变形铝合金及制备方法，通过添加适量的si元素提高材料溶液的流动性，促使材料快速冷却，减少缩松缩孔；添加适量的la和ce稀土元素，细化材料内部晶粒，改变材料第二相成分及比例，提高材料力学性能。

2、第一方面，本发明公开了一种免热处理高强韧变形铝合金，所述铝合金的组分及重量百分比为：

3、0.6~1.2重量%的si，0.4~0.5重量%的fe，最多0.1重量%的cu，最多0.2重量%的zn，0.4~0.9重量%的mn，0.6~1.3重量%的mg，最多0.15重量%的ti，0.1~0.3重量%的cr，3~6重量%的la，6~12重量%的ce，单个杂质元素最多0.05重量%，其余为al。

4、作为本发明的进一步改进，所述la与所述ce的重量比为1:2。

5、第二方面，本发明公开了一种根据本发明第一方面所述的免热处理高强韧变形铝合金的制备方法，包括以下步骤：

6、步骤1：按所述铝合金质量百分比，将炉内逐渐升温，烘烤炉内水汽，升温过程中将按照比例称重的a00铝锭、含al、si、fe、cu、zn、mn、mg、ti、cr的6082铝合金和硅放炉边烘烤后投入炉内，升温熔化；

7、步骤2：待a00铝锭、6082铝合金和硅溶解后，将alre10中间合金放置在炉边烘烤后投入炉内，分多次搅拌，静置；

8、所述alre10中间合金为组分包含la和ce，且la和ce的重量比为1:2的中间合金；

9、步骤3：用除气机将铝合金精炼剂压入进行精炼，通入99.999%的氩气，除气，然后扒渣，静置；

10、步骤4：检测铝合金成分是否达到预设的质量百分比，若是，进行步骤5，若否，加入未达到预设的质量百分比的元素，使得未达到预设的质量百分比的元素达到预设的质量百分比；

11、步骤5：检测含气量，并在密度当量≤0.2%时，进行步骤6，否则继续步骤3中的精炼除气操作；

12、步骤6：通过高压压铸设备进行高压压铸。

13、作为本发明的进一步改进，所述步骤1中，a00铝锭、6082铝合金和硅的炉边烘烤时间为30分钟。

14、作为本发明的进一步改进，所述步骤1中，铝液温度设定为720℃，炉膛温度设定为780℃。

15、作为本发明的进一步改进，所述步骤2中，中间合金的炉边烘烤时间为30分钟。

16、作为本发明的进一步改进，所述步骤2中，静置时间为30分钟。

17、作为本发明的进一步改进，所述步骤3中，铝合金精炼剂在铝液中的重量比为0.1%~0.2%，铝合金精炼剂的组分为naf和nacl，所述naf和所述nacl的重量比为1:1，除气时间20分钟。

18、作为本发明的进一步改进，所述步骤6中，高压压铸设备包括真空系统、油循环模温机、料桶加热装置。

19、作为本发明的进一步改进，所述步骤6中，高压压铸的工艺参数为：模具型腔真空度≤50mbar，压射速度为2.5±0.5m/s，模具温度为130±10℃，铝合金液温度为680±10℃。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

21、本发明通过添加适量的la和ce稀土元素，细化材料内部晶粒，改变材料第二相成分及比例，抗拉强度能够达到450mpa以上，屈服强度能够达到380mpa以上，且保持延伸率在10%以上，显著提升了材料的力学性能。

22、本发明通过添加适量的si元素提高了材料溶液的流动性，促使材料快速冷却，减少缩松缩孔，提高材料力学性能。

1.一种免热处理高强韧变形铝合金，其特征在于，所述铝合金的组分及重量百分比为：

2.一种根据权利要求1所述的免热处理高强韧变形铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的免热处理高强韧变形铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，a00铝锭、6082铝合金和硅的炉边烘烤时间为30分钟。

4.根据权利要求2所述的免热处理高强韧变形铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，铝液温度设定为720℃，炉膛温度设定为780℃。

5.根据权利要求2所述的免热处理高强韧变形铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，中间合金的炉边烘烤时间为30分钟。

6.根据权利要求2所述的免热处理高强韧变形铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，静置时间为30分钟。

7.根据权利要求2所述的免热处理高强韧变形铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，铝合金精炼剂在铝液中的重量比为0.1%~0.2%，铝合金精炼剂的组分为naf和nacl，所述naf和所述nacl的重量比为1:1，除气时间20分钟。

8.根据权利要求2所述的免热处理高强韧变形铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，高压压铸设备包括真空系统、油循环模温机、料桶加热装置。

9.根据权利要求2所述的免热处理高强韧变形铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，高压压铸的工艺参数为：模具型腔真空度≤50mbar，压射速度为2.5±0.5m/s，模具温度为130±10℃，铝合金液温度为680±10℃。