生产具有改善的机械性能的可热处理铝合金的方法与流程

文档序号:15102893发布日期:2018-08-04 16:10阅读:来源:国知局

技术特征:

1.用于由基于挤压材料的可热处理铝合金生产结构部件的方法,该部件具有改善的压溃性能并且特别适用于车辆的碰撞区域,例如纵向构件、碰撞盒和门槛,所述方法包括以下步骤:

a.通过直接激冷铸造由所述合金铸造坯料,

b.均质化所述铸造坯料,

c.通过挤压由坯料成形为型材,优选为空心截面,

d.任选地,单独的固溶热处理,

e.在所述成形步骤以及可能的单独固溶化步骤之后将所述型材淬火至室温,

f.将所述挤压或单独固溶化的型材伸展以获得至少1.5%的塑性变形,

g.人工时效所述型材。

2.用于由基于片材的可热处理铝合金生产结构部件的方法,该部件具有改善的压溃性能并且特别适用于车辆的碰撞区域,例如纵向构件、碰撞盒和保险杠,所述方法包括以下步骤:

a.通过直接激冷铸造由所述合金铸造轧制板坯,

b.均质化和/或预加热所述轧制板坯,

c.将所述板坯热轧和冷轧至所需厚度以获得片材,

d.单独的固溶热处理,

e.将所述轧制片材淬火至室温,

f.成形并焊接/接合所述片材以产生结构构件,所述结构构件优选具有空心形状,

g.在成形之前对轧制片材进行伸展或者在成形之后对结构构件进行伸展,以获得至少1.5%的塑性变形,

h.人工时效所述结构构件。

3.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法包括所述挤压型材的单独的固溶热处理以及异质化步骤,所述异质化步骤在挤压之前并在所述坯料的均质化步骤之后,其中所述均质化在520℃和590℃之间的温度下进行并在均质化温度下持续大于0小时且小于12小时的持续时间,并且其中所述异质化在350℃和450℃之间的温度下进行持续大于0小时且小于12小时的持续时间。

4.根据权利要求3所述的方法,其中在进行异质化步骤后,所述合金包含至少1000/mm2的Mg2Si颗粒数密度,所述Mg2Si颗粒具有3μm或更大的直径。

5.根据权利要求1、权利要求3或权利要求4所述的方法,其中所述方法是通过挤压生产车辆部件特别是车辆门槛的方法,所述车辆部件具有厚度小于2mm、任选小于1.5mm的至少一个壁。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于所述合金是具有如下组成的AA 6xxx合金:

Si:0.30-1.8重量%

Mg:0.30-1.3重量%

Cu:最多0.8重量%

Cr:最多0.35重量%

Mn:最多1.0重量%

Fe:最多0.7重量%

Zn:最多0.8重量%

Ti:最多0.20重量%

V:最多0.20重量%

Zr:最多0.20重量%

并且包括各自至多0.05重量%、总量至多0.15重量%的其它成分,以及附带的杂质,余量为Al。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于所述合金是具有如下组成的AA 7xxx合金:

Zn:4.0-7.0重量%

Mg:0.50-1.5重量%

Cu:最多0.5重量%

Cr:最多0.20重量%

Mn:最多0.8重量%

Si:最多0.20重量%

Fe:最多0.30重量%

Ti:最多0.10重量%

V:最多0.10重量%

Zr:最多0.25重量%

并且包括各自至多0.05重量%、总量至多0.15重量%的其它成分,以及附带的杂质,余量为Al。

8.根据权利要求1、3、4、5或6任一项所述的方法,其特征在于所述合金是在挤压型材中产生再结晶晶粒结构的AA 6xxx合金,且所述合金具有如下组成:

Si:0.40-1.3重量%

Mg:0.40-1.3重量%

Cu:最多0.8重量%

Cr:最多0.15重量%

Mn:最多0.30重量%

Fe:最多0.7重量%

Zn:最多0.8重量%

Ti:最多0.20重量%

V:最多0.20重量%

Zr:最多0.20重量%

并且包括各自至多0.05重量%、总量至多0.15重量%的其它成分,以及附带的杂质,余量为Al。

9.根据权利要求1、3、4、5、6或8任一项所述的方法,其特征在于所述合金是在挤压型材中产生再结晶晶粒结构的AA 6061合金窗口的部分内,且所述合金具有如下组成:

Si:0.40-0.8重量%

Mg:0.8-1.2重量%

Cu:0.15-0.40重量%

Cr:0.04-0.15重量%

Mn:最多0.15重量%

Fe:最多0.7重量%

Zn:最多0.25重量%

Ti:最多0.15重量%

并且包括各自至多0.05重量%、总量至多0.15重量%的其它成分,以及附带的杂质,余量为Al。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于所述合金是在挤压型材中产生再结晶晶粒结构的AA 6061合金窗口内,且所述合金具有如下组成:

Si:0.50-0.70重量%

Mg:0.80-1.0重量%

Cu:0.15-0.35重量%

Cr:0.04-0.08重量%

Mn:最多0.10重量%

Fe:最多0.35重量%

Zn:最多0.25重量%

Ti:最多0.15重量%

并且包括各自至多0.05重量%、总量至多0.15重量%的其它成分,以及附带的杂质,余量为Al。

11.根据权利要求1-10任一项所述的方法,其特征在于根据步骤f)的伸展为最小2%。

12.根据权利要求1-11任一项所述的方法,其特征在于根据步骤f)的伸展为最小3%。

13.根据权利要求1-12任一项所述的方法,其特征在于根据步骤f)的伸展为最大10%。

14.根据权利要求1-13任一项所述的方法,其特征在于根据步骤f)的伸展在3%和5%之间。

15.根据权利要求1-14任一项所述的方法,其特征在于所述型材的伸展量超过应力消除和形成产品的形状所必需的伸展量。

16.根据权利要求1-6和8-15任一项所述的方法,其特征在于对于AA 6xxx合金,以一步、两步或双速时效过程在100℃和220℃之间的温度下在1和24小时之间的时段内进行时效。

17.根据权利要求1-5、7、11、12、13、14或15任一项所述的方法,其特征在于对于AA 7xxx合金,以一步、两步或双速时效过程在80℃和180℃之间的温度下在1和48小时的时段内进行时效。

18.根据在引用权利要求1时的权利要求16或17所述的方法,其中所述时效包括在所述伸展之后并且在所述一步、两步或双速时效过程之前的预时效步骤,其中在所述挤压或任选的单独固溶热处理结束之后至多4小时内,任选地至多15分钟内,开始所述预时效步骤,其中在140℃和160℃之间的温度下进行所述预时效步骤持续1分钟和7分钟之间的持续时间,并且其中在所述预时效步骤和所述一步、两步或双速时效过程之间,将型材保持在室温下。

19.根据权利要求1以及在引用权利要求1时的权利要求3-18任一项所述的方法,其中通过挤压由坯料成形为型材是使用至少一个拉拔器来进行,例如两个拉拔器,所述拉拔器容纳离开挤压机的型材,并且其中使用淬火箱利用包含水和空气的水喷雾进行所述淬火,所述淬火箱允许独立控制所述型材的至少两个侧面的冷却速率。

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