自行車用高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Cu合金及其加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有色金屬技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種自行車用高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Cu合金及 其加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車輕量化要求的不斷提高，國內(nèi)外對汽車用Al-Mg-Si-Cu合金板材的研究 已取得了一定的成果，但對自行車用高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Cu合金復(fù)雜斷面型材制備的研究， 尚處于空白。
[0003]目前國外已開發(fā)出AA6069鋁合金，合金中微量V、Cr元素的添加，可以抑制再結(jié)晶 晶粒的形核與長大，使該合金具有較好的強(qiáng)韌性。但由于高溫元素V在鋁中的難溶性，使V 元素在鋁合金中的有效添加難以控制，嚴(yán)重制約了該合金在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。
[0004] 高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金可以作為結(jié)構(gòu)材料，但由于其較低的焊接性能、塑性和熱 加工性能，使其在自行車用鋁合金領(lǐng)域的應(yīng)用受到了限制。而普通Al-Mg-Si-Cu合金雖然 具有良好的塑性、焊接性能，但強(qiáng)度太低，也無法滿足自行車用鋁合金的要求。因此，為滿 足實(shí)際生產(chǎn)與客戶需要，急需開發(fā)出一種制備方法簡單、強(qiáng)度高而塑性也滿足需要的新型 Al-Mg-Si-Cu合金。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種自行車用Al-Mg-Si-Cu合金及其加工工藝，旨在有效解 決目前國內(nèi)鋁合金的強(qiáng)度、塑性不滿足自行車車圈、車架生產(chǎn)之要求。本發(fā)明鋁合金的抗拉 強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率等特性以及生產(chǎn)成本均能滿足高附加值自行車制造工業(yè)領(lǐng)域?qū)︿X 合金材料的諸多要求。
[0006] 本發(fā)明的一種Al-Mg-Si-Cu合金，其成份的百分比含量如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自行車用高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Cu合金，其特征在于：其成份的重量百分含量如 下： Si 0 8-i.6wt. %, Mg 1.1-1.8νν?. %, Cu 0.6~I.5wl %， Mn 0.5 ~I .Owt. %， Zr 0 · 0 5 ~0.2 5 w t. %， Fe <0.2wt. %, 雜質(zhì)元素每種少于0. 05wt. %，且總量少于0. 15wt. %， 余量為Al。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自行車用高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Cu合金，其特征在于Mn、Zr 元素的適量添加，其中優(yōu)選Mn :0. 7~0. 9wt. %，Zr :0. 15~0. 25wt. %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的任何一種自行車用高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Cu合金的制備方 法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行： (1) 原料配制：以純金屬鋁、純金屬鎂、純金屬銅、Al-Si中間合金、Al-Zr中間合金、鉻 劑、錳劑作為原料，進(jìn)行備料； (2) 合金熔煉及澆注：在電阻爐中進(jìn)行熔煉，將純金屬鋁、Al-Si中間合金加入電阻 爐中熔化，熔化后加入純金屬銅、Al-Zr中間合金，升溫至740-750°C，加入錳劑和純金屬 鎂，待這些金屬熔化并攪拌均勻后升溫至750-760°C，然后使用除氣劑六氯乙烷或氬氯混 合氣體處理5-10min，處理完畢后攪拌合金熔體并在750°C靜置10_20min，靜置完畢后 撈去合金熔體表面的浮渣，然后進(jìn)行鑄造，澆注使用半連續(xù)立式澆鑄法進(jìn)行，澆注溫度為 730 〇C -740 0C ； (3) 均勻化處理：將鑄錠放入電阻爐中進(jìn)行均勻化處理，均勻化處理具體工藝為： 500~550°C下進(jìn)行10~24h，然后將鑄錠取出強(qiáng)風(fēng)冷至室溫； (4) 擠壓處理：擠壓模直徑為126mm，擠壓嘴直徑為15mm，變形系數(shù)為71，擠壓溫度 400~500°C，保溫1~2小時進(jìn)行熱擠壓； (5) 固溶時效處理：在500°C~560°C溫度下保溫1~3h后進(jìn)行水淬，然后在160°C~ 180°C溫度條件下保溫24~32h后空冷至室溫。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的任何一種自行車用高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Cu合金的制備方 法，其特征在于所述的純金屬鋁、純金屬鎂和純金屬銅的純度均為99. 7wt. %。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的任何一種自行車用高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Cu合金，其特征在 于：所述合金擠壓材固溶時效狀態(tài)的抗拉強(qiáng)度為430MPa~500MPa，340~475MPa，斷后延 伸率為12%以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自行車用高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Cu合金及其加工工藝，合金中：Si：0.8～1.6wt.%，Mg：1.1～1.8wt.%，Cu：0.6～1.5wt.%，Mn：0.5～1.0wt.%，Zr：0.05～0.25wt.%，Ti：0.01～0.03wt.%，F(xiàn)e：<0.2wt.%，其他不可避免的雜質(zhì)元素每種少于0.05wt.%，且總量少于0.15wt.%，余量為Al。將半連續(xù)鑄造得到的鑄錠在500～550℃下均勻化退火10～24小時，然后在400～500℃下保溫1～2小時后進(jìn)行熱擠壓和在線穿水，此后在500～560℃之間保溫1～3小時進(jìn)行固溶處理，水淬后在160～180℃之間保溫24～32小時進(jìn)行時效處理。
【IPC分類】C22C21-08, C22F1-047, C22C21-02, C22F1-043
【公開號】CN104745902
【申請?zhí)枴緾N201310743171
【發(fā)明人】趙志浩, 蒙毅, 崔建忠, 涂季冰
【申請人】鼎鎂（昆山）新材料科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月30日