一种高韧性大型车辆铝型材的制备方法

技术领域

本发明涉及铝型材技术领域，尤其涉及一种高韧性大型车辆铝型材的制备方法。

背景技术

在大型车辆领域，节能减排要求越来越严格，轻量化技术作为有效节能手段是车辆工业重要课题，传统滑轨产品基本为中高强度钢材，由于材质密度较大，减重效果有限，而且成型工艺复杂，制造成本和模具成本较高，业界已经开始采用铝合金型材作为滑轨上轨主材的研究。

铝型材是由铝和其它合金元素制造的制品。通常是先加工成铸造品、锻造品以及箔、板、带、管、棒、型材等后，再经冷弯、锯切、钻孔、拼装、上色等工序而制成。

但是目前市面上普遍适用的铝型材通常强度较差，韧性低，受到震动或长时间使用后，铝型材整体或连接处易发生形变，人为干预后也不能使变形过的型材恢复原貌，不仅影响使用，也影响美观。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高韧性大型车辆铝型材的制备方法。

一种高韧性大型车辆铝型材的制备方法，包括如下步骤：

S1、将原料熔化得到预熔料，其组分含量按质量百分比包括：Mn 0.35-0.42％，Cr0.06-0.15％，Zn 0.01-0.05％、Ti 0.02-0.06％，Si 0.85-1.45％，Fe 0.11-0.16％、Cu0.04-0.09％，Mg 0.32-0.45％，其余为铝；

S2、向预熔料中加入精炼剂，精炼剂与预熔料中铝含量的质量比为0.2-0.6：1000，充入氩气，调整氩气压力至气泡高度为70-80mm，调整氮气流量为1.0-1.85m

S3、将精炼料过滤铸造得到铝棒，在6000t挤压机挤压，其中模温为510-550℃，棒温为490-510℃，挤压速度为1-2m/min，出口温度为450-460℃，水冷至室温，升温至320-350℃，保温10-16h，水冷至室温，得到高韧性大型车辆铝型材。

优选地，S1的预熔料中，Mn元素、Cr元素、Zn元素的质量比为0.363-0.392：0.08-0.12：0.02-0.04。

优选地，S1的预熔料中，Mn元素、Cr元素、Zn元素满足如下关系：

100×n

其中，n

优选地，S2中，精炼剂按质量百分比包括：氯化钾30-50％，氟化钙1-2％，冰晶石1-2％，氮化镁0.1-1％，六氯乙烷0.1-1％，稀土0.02-0.08％，余量为氯化钠。

优选地，S3中，精炼料采用40ppi过滤板进行过滤。

优选地，S3中，挤压水冷后，从室温以2-6℃/min的速度升温至320-350℃。

优选地，S3中，320-350℃保温10-16h后，以10-15℃/min的速度水冷至室温。

本发明有效解决传统铝型材普遍存在韧性差、强度低的技术问题，通过添加Mn元素、Cr元素、Zn元素并满足如下关系：100×n

本发明通过对原料和各个工艺参数的严格控制，使得大型车辆铝型材生产效率达到国内常规水平的2-4倍，且随着挤压速度的不断提高，制品的晶粒组织越细小，其显微晶粒度≥3级以上，抗拉强度为236-290MPa，屈服强度为209-217MPa，延伸率≥12％，材料显微组织及性能均匀一致，韧性优良，可满足大型车辆铝型材对晶粒度微观组织及力学性能的要求。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种高韧性大型车辆铝型材的制备方法，包括如下步骤：

S1、向熔炼炉中投入原料经过熔化后得到预熔料，取样进行化学检测，各组分含量按质量百分比包括：Mn 0.35％，Cr 0.15％，Zn 0.01％，Ti 0.06％，Si 0.85％，Fe 0.16％、Cu 0.04％，Mg 0.45％，其余为铝；

S2、向预熔料中加入精炼剂，精炼剂与预熔料中铝含量的质量比为0.2：1000，充入氩气，调整氩气压力至气泡高度为80mm，调整氮气流量为1.0m

精炼剂按质量百分比包括：氯化钾30％，氟化钙2％，冰晶石1％，氮化镁1％，六氯乙烷0.1％，稀土0.08％，余量为氯化钠；

S3、将精炼料经过40ppi过滤板过滤后铸造得到铝棒，在6000t挤压机挤压，其中模温为510℃，棒温为510℃，挤压速度为1m/min，出口温度为460℃，水冷至室温，从室温以2℃/min的速度升温至350℃，保温10h，以15℃/min的速度水冷至室温，得到高韧性大型车辆铝型材。

实施例2

一种高韧性大型车辆铝型材的制备方法，包括如下步骤：

S1、向熔炼炉中投入原料经过熔化后得到预熔料，取样进行化学检测，各组分含量按质量百分比包括：Mn 0.42％，Cr 0.06％，Zn 0.05％，Ti 0.02％，Si 1.45％，Fe 0.11％、Cu 0.09％，Mg 0.32％，其余为铝；

S2、向预熔料中加入精炼剂，精炼剂与预熔料中铝含量的质量比为0.6：1000，充入氩气，调整氩气压力至气泡高度为70mm，调整氮气流量为1.85m

精炼剂按质量百分比包括：氯化钾50％，氟化钙1％，冰晶石2％，氮化镁0.1％，六氯乙烷1％，稀土0.02％，余量为氯化钠；

S3、将精炼料经过40ppi过滤板过滤后铸造得到铝棒，在6000t挤压机挤压，其中模温为550℃，棒温为490℃，挤压速度为2m/min，出口温度为450℃，水冷至室温，从室温以6℃/min的速度升温至320℃，保温16h，以10℃/min的速度水冷至室温，得到高韧性大型车辆铝型材。

实施例3

一种高韧性大型车辆铝型材的制备方法，包括如下步骤：

S1、向熔炼炉中投入原料经过熔化后得到预熔料，取样进行化学检测，各组分含量按质量百分比包括：Mn 0.363％，Cr 0.12％，Zn 0.02％，Ti 0.05％，Si 1.0％，Fe 0.15％、Cu 0.05％，Mg 0.40％，其余为铝；

S2、向预熔料中加入精炼剂，精炼剂与预熔料中铝含量的质量比为0.3：1000，充入氩气，调整氩气压力至气泡高度为77mm，调整氮气流量为1.22m

精炼剂按质量百分比包括：氯化钾35％，氟化钙1.7％，冰晶石1.2％，氮化镁0.8％，六氯乙烷0.3％，稀土0.07％，余量为氯化钠；

S3、将精炼料经过40ppi过滤板过滤后铸造得到铝棒，在6000t挤压机挤压，其中模温为520℃，棒温为505℃，挤压速度为1.3m/min，出口温度为457℃，水冷至室温，从室温以3℃/min的速度升温至340℃，保温12h，以13℃/min的速度水冷至室温，得到高韧性大型车辆铝型材。

实施例4

一种高韧性大型车辆铝型材的制备方法，包括如下步骤：

S1、向熔炼炉中投入原料经过熔化后得到预熔料，取样进行化学检测，各组分含量按质量百分比包括：Mn 0.392％，Cr 0.08％，Zn 0.04％，Ti 0.03％，Si 1.3％，Fe 0.13％、Cu 0.07％，Mg 0.36％，其余为铝；

S2、向预熔料中加入精炼剂，精炼剂与预熔料中铝含量的质量比为0.5：1000，充入氩气，调整氩气压力至气泡高度为73mm，调整氮气流量为1.57m

精炼剂按质量百分比包括：氯化钾45％，氟化钙1.3％，冰晶石1.8％，氮化镁0.2％，六氯乙烷0.7％，稀土0.03％，余量为氯化钠；

S3、将精炼料经过40ppi过滤板过滤后铸造得到铝棒，在6000t挤压机挤压，其中模温为540℃，棒温为495℃，挤压速度为1.7m/min，出口温度为453℃，水冷至室温，从室温以5℃/min的速度升温至330℃，保温14h，以11℃/min的速度水冷至室温，得到高韧性大型车辆铝型材。

实施例5

一种高韧性大型车辆铝型材的制备方法，包括如下步骤：

S1、向熔炼炉中投入原料经过熔化后得到预熔料，取样进行化学检测，各组分含量按质量百分比包括：Mn 0.376％，Cr 0.1％，Zn 0.03％，Ti 0.04％，Si 1.1％，Fe 0.14％、Cu 0.06％，Mg 0.38％，其余为铝；

S2、向预熔料中加入精炼剂，精炼剂与预熔料中铝含量的质量比为0.4：1000，充入氩气，调整氩气压力至气泡高度为75mm，调整氮气流量为1.35m

精炼剂按质量百分比包括：氯化钾40％，氟化钙1.5％，冰晶石1.5％，氮化镁0.5％，六氯乙烷0.5％，稀土0.05％，余量为氯化钠；

S3、将精炼料经过40ppi过滤板过滤后铸造得到铝棒，在6000t挤压机挤压，其中模温为530℃，棒温为500℃，挤压速度为1.5m/min，出口温度为455℃，水冷至室温，从室温以4℃/min的速度升温至335℃，保温13h，以12℃/min的速度水冷至室温，得到高韧性大型车辆铝型材。

上述实施例中采用Al-20wt％La合金作为精炼剂中稀土成分，由湖南稀土金属材料研究所生产。

将实施例3-5所得高韧性大型车辆铝型材进行力学性能测试，其结果如下：

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。