本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种汽车结构件用6系铝合金的制备方法。
背景技术：
铝合金是以铝为基体元素的合金组成，主要包括的合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，还包括镍、铁、钛、铬、锂等合金元素。铝合金的密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，是在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中应用最广泛的一类有色金属材料，其使用量仅次于钢。
申请号为201110121915.4的中国专利公开了一种铝合金，将硅、镁、铜、铬、锰和铝放入熔炉内进行熔炼，保证熔炼温度不超过760℃；待炉料熔化约90％时搅拌，搅拌时要平稳，禁止将表面浮渣卷入熔体金属中，每炉在熔化过程中做2次以上炉体搅拌，以利助熔，缩短熔化时间，防止铝水局部地方过烧；将熔体经搅拌后立即取样，进行炉前分析，根据分析结果确定补料量，取料温度不得低于730℃；随炉进行精炼，根据取样分析的结果，计算材料的补充量，进行第二次取样分析，静置10～30分钟，铸造成型，将成型后的铝合金板按所需形状规格加工成型，所述铝合金的成分为0.45wt％的si、0.75wt％的mg、0.16wt％的cu、0.15wt％的cr、0.25wt％的mn，余量为al。
申请号为201510958337.8的中国专利公开了一种汽车结构件用6系铝合金的制备方法：将合金原料按照目标成分配比后熔铸，得到铝合金；所述目标成分为：0.4wt％～0.8wt％的si；awt％的fe，0＜a≤0.3；0.15wt％～0.25wt％的cu；dwt％的mn，0＜d≤0.15；0.8wt％～1.2wt％的mg；0.04wt％～0.35wt％的cr；ewt％的zn，0＜e≤0.1；gwt％的ti，0＜g≤0.15；0～0.01wt％的pb；0～0.002wt％的na；0～0.005ga的ga；余量为al。本发明提供的方法通过控制制备铝合金过程中所用的原料种类以及原料用量，使制备得到的铝合金具有较好的力学性能。但合金的性能还有进一步提升的空间。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种汽车结构件用6系铝合金及制备方法，以在专利申请文献“一种汽车结构件用6系铝合金的制备方法(公开号：cn105483405b)”公开的基础上，优化组分、用量、方法等，进一步提高汽车结构件用6系铝合金的力学性能和耐腐蚀性能。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种汽车结构件用6系铝合金，包括以下原料：硅、铁、铜、锰、镁、铬、锌、钛、铅、钠、镓、铝、氟化银、磷和硫；
所述氟化银，硫，磷的比例为(0.01-0.02)：(0.02-0.04)：(0.01-0.05)。
进一步地，所述氟化银，硫，磷的比例为0.015：0.03：0.03。
进一步地，所述汽车结构件用6系铝合金以重量份为单位，包括以下原料：铝97-98份，硅0.4-0.6份，铁0.2-0.3份，铜0.1-0.2份，锰0.1-0.2份，镁1.4-1.6份，铬0.1-0.2份，锌0.05-0.1份，钛0.1-0.2份，铅0.001-0.005份，钠0.001-0.003份，镓0.001-0.002份，氟化银0.01-0.02份，硫0.02-0.04份，磷0.01-0.05份。
进一步地，所述汽车结构件用6系铝合金以重量份为单位，包括以下原料：铝97.5份，硅0.5份，铁0.25份，铜0.15份，锰0.15份，镁1.5份，铬0.15份，锌0.075份，钛0.15份，铅0.003份，钠0.002份，镓0.0015份，氟化银0.015份，硫0.03份，磷0.03份。
一种根据上述的汽车结构件用6系铝合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属硅、纯铁、纯铜、纯锰、纯镁、纯铬、纯锌、纯钛、纯铅、纯钠、纯镓和纯铝在800-1100℃下进行20-40分钟的熔铸，降温至400-500℃后加入氟化银、磷和硫，保温30分钟，梯度升温至700-900℃继续熔铸30分钟，得到铸锭；(2)将得到的铸锭进行铣面后在200-250℃下进行热轧，所述热轧过程中的轧制厚度为9mm；(3)将热轧后的产品在室温下进行冷轧，所述冷轧过程中的变形量为50％；(4)将冷轧后的产品在500℃下进行3小时的固溶处理，所述固溶处理过程中的冷却方式为水冷；(5)将固溶处理后的产品进行剪裁，得到汽车结构件用6系铝合金。
进一步地，所述步骤1中梯度升温速率为10-20℃/min。
进一步地，所述步骤1中(1)将金属硅、纯铁、纯铜、纯锰、纯镁、纯铬、纯锌、纯钛、纯铅、纯钠、纯镓和纯铝在900℃下进行20-40分钟的熔铸，降温至400-500℃后加入氟化银、磷和硫，保温30分钟，梯度升温至800℃继续熔铸30分钟。
本发明具有以下有益效果：
(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的汽车结构件用6系铝合金的力学性能和耐腐蚀性能显著高于对比例5制得的汽车钣金件的力学性能和耐腐蚀性；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-4的数据可见，氟化银，硫，磷在制备汽车结构件用6系铝合金中协同提高了汽车结构件用6系铝合金的力学性能和耐腐蚀性；这是：
本发明以铝为基质合金，当添加一定量的硅、铁、铜、锰、镁、铬、锌、钛、铅、钠、镓能一定程度改善力学性能，但是由对比例1可知，只添加上述的组分不能实现令人满意的力学性能和耐腐蚀性效果，因此申请人通过反复试验，发现添加了氟化银，硫，磷在制备汽车结构件用6系铝合金中起到了协同作用。
推测其可能机理为氟化银熔点低，能够在焊料使用过程的再熔融过程中实现均匀分散，氟元素部分与铝元素结合，增强耐腐蚀效果，银原子能够稳定晶体堆积结构，大大提高合金的力学性能和整体性，不容易破碎，提高力学性能；硫能提升合金的延展性，其与氯化银中的银原子融合后形成大量的异质核心，起到了变质细化主要合金相的作用，从而增强了耐腐蚀和力学性能；磷能够与铝形成部分磷化物，当其在表层中分散时，能有效保护表面不受腐蚀气体和潮湿气体的侵蚀，提高耐腐蚀性，同时磷与硫同时添加能够改善硫的引入带来的硬度不足的问题，与氟一起添加能够调节氟的引入导致的硬度过大的问题。
(3)由对比例6-8的数据可见，氟化银，硫，磷的重量比不在(0.1-0.2)：(0.2-0.4)：(0.01-0.0.05)范围内时，制得的钣金件的力学性能和耐腐蚀性数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值，与现有技术(对比例5)的数值相当。本发明氟化银，硫，磷作为补强体系，实施例1-3控制制备汽车结构件用6系铝合金时通过添加氟化银，硫，磷的重量比为(0.1-0.2)：(0.2-0.4)：(0.01-0.0.05)，实现在补强体系中利用氟化银减低了焊料的膨胀系数，增强焊料的整体强度；硫具能够促进氟化银和磷分散，并且分解后活性硅能够细化主要合金相；磷能够互相交错的分散在焊料中，并且以氟化银填充其中，硫作为交联剂，实现三者分子之间互相交联，形成稳定晶体堆积结构，从而起到了提高汽车结构件用6系铝合金的力学性能和耐腐蚀性等特点，使得氟化银，硫，磷构成的补强体系在本发明的汽车结构件用6系铝合金中，提高汽车结构件用6系铝合金的力学性能和耐腐蚀性。
(4)本发明中还加入无机元素氟和硫，所述氟的加入形式可以为金属氟化物，所述硫的加入形式可以为金属硫化物，也可以以单质硫的形式加入。加入一定氟和硫元素，可以在金属相中形成部分金属合金，且该金属合金易在焊接过程处于金属表面，利用其耐腐蚀效果，提高焊料的耐腐蚀性。且氟、硫都能促进金属合金相中形成异质核心，起到了细化金相的作用。所述磷、氟、硫的合计量为锡的0.1-0.2％。过多的加入量将导致焊料强度性能下降，且熔点升高，过小的量不能起到优异的防腐蚀效果和力学性能。
(5)本发明中制备工艺中通过两步温度熔融法制备，在高温熔融后，降温后，加入氟化银，硫，磷，避免温度过高导致无机元素过快反应，从而分散不均匀，在降温过程中，析出部分颗粒微合金相，细化合金相，使其分布更加均匀致密。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，汽车结构件用6系铝合金以重量份为单位，包括以下原料：铝97-98份，硅0.4-0.6份，铁0.2-0.3份，铜0.1-0.2份，锰0.1-0.2份，镁1.4-1.6份，铬0.1-0.2份，锌0.05-0.1份，钛0.1-0.2份，铅0.001-0.005份，钠0.001-0.003份，镓0.001-0.002份，氟化银0.01-0.02份，硫0.02-0.04份，磷0.01-0.05份。
一种根据上述的汽车结构件用6系铝合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属硅、纯铁、纯铜、纯锰、纯镁、纯铬、纯锌、纯钛、纯铅、纯钠、纯镓和纯铝在800-1100℃下进行20-40分钟的熔铸，降温至400-500℃后加入氟化银、磷和硫，保温30分钟，梯度升温至700-900℃继续熔铸30分钟，得到铸锭；(2)将得到的铸锭进行铣面后在200-250℃下进行热轧，所述热轧过程中的轧制厚度为9mm；(3)将热轧后的产品在室温下进行冷轧，所述冷轧过程中的变形量为50％；(4)将冷轧后的产品在500℃下进行3小时的固溶处理，所述固溶处理过程中的冷却方式为水冷；(5)将固溶处理后的产品进行剪裁，得到汽车结构件用6系铝合金。所述步骤1中梯度升温速率为10-20℃/min。
实施例1
一种汽车结构件用6系铝合金，以重量份为单位，包括以下原料：铝97.5份，硅0.5份，铁0.25份，铜0.15份，锰0.15份，镁1.5份，铬0.15份，锌0.075份，钛0.15份，铅0.003份，钠0.002份，镓0.0015份，氟化银0.015份，硫0.03份，磷0.03份。
一种根据上述的汽车结构件用6系铝合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属硅、纯铁、纯铜、纯锰、纯镁、纯铬、纯锌、纯钛、纯铅、纯钠、纯镓和纯铝在900℃下进行20-40分钟的熔铸，降温至400-500℃后加入氟化银、磷和硫，保温30分钟，梯度升温至800℃继续熔铸30分钟，得到铸锭；(2)将得到的铸锭进行铣面后在225℃下进行热轧，所述热轧过程中的轧制厚度为9mm；(3)将热轧后的产品在室温下进行冷轧，所述冷轧过程中的变形量为50％；(4)将冷轧后的产品在500℃下进行3小时的固溶处理，所述固溶处理过程中的冷却方式为水冷；(5)将固溶处理后的产品进行剪裁，得到汽车结构件用6系铝合金。所述步骤1中梯度升温速率为15℃/min。
实施例2
一种汽车结构件用6系铝合金，以重量份为单位，包括以下原料：铝97份，硅0.6份，铁0.2份，铜0.2份，锰0.1份，镁1.6份，铬0.1份，锌0.1份，钛0.1份，铅0.005份，钠0.001份，镓0.002份，氟化银0.01份，硫0.04份，磷0.01份。
一种根据上述的汽车结构件用6系铝合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属硅、纯铁、纯铜、纯锰、纯镁、纯铬、纯锌、纯钛、纯铅、纯钠、纯镓和纯铝在1100℃下进行20分钟的熔铸，降温至500℃后加入氟化银、磷和硫，保温30分钟，梯度升温至700℃继续熔铸30分钟，得到铸锭；(2)将得到的铸锭进行铣面后在250℃下进行热轧，所述热轧过程中的轧制厚度为9mm；(3)将热轧后的产品在室温下进行冷轧，所述冷轧过程中的变形量为50％；(4)将冷轧后的产品在500℃下进行3小时的固溶处理，所述固溶处理过程中的冷却方式为水冷；(5)将固溶处理后的产品进行剪裁，得到汽车结构件用6系铝合金。所述步骤1中梯度升温速率为10℃/min。
实施例3
一种汽车结构件用6系铝合金，以重量份为单位，包括以下原料：铝98份，硅0.4份，铁0.3份，铜0.1份，锰0.2份，镁1.4份，铬0.2份，锌0.05份，钛0.2份，铅0.001份，钠0.003份，镓0.001份，氟化银0.02份，硫0.02份，磷0.05份。
一种根据上述的汽车结构件用6系铝合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属硅、纯铁、纯铜、纯锰、纯镁、纯铬、纯锌、纯钛、纯铅、纯钠、纯镓和纯铝在800℃下进行40分钟的熔铸，降温至400℃后加入氟化银、磷和硫，保温30分钟，梯度升温至900℃继续熔铸30分钟，得到铸锭；(2)将得到的铸锭进行铣面后在200℃下进行热轧，所述热轧过程中的轧制厚度为9mm；(3)将热轧后的产品在室温下进行冷轧，所述冷轧过程中的变形量为50％；(4)将冷轧后的产品在500℃下进行3小时的固溶处理，所述固溶处理过程中的冷却方式为水冷；(5)将固溶处理后的产品进行剪裁，得到汽车结构件用6系铝合金。所述步骤1中梯度升温速率为20℃/min。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备汽车结构件用6系铝合金的原料中缺少氟化银，硫，磷。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备汽车结构件用6系铝合金的原料中缺少氟化银。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备汽车结构件用6系铝合金的原料中缺少硫。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备汽车结构件用6系铝合金的原料中缺少磷。
对比例5
采用中国专利申请文献“一种汽车结构件用6系铝合金的制备方法(公开号：cn105483405b)”中具体实施例1所述的方法制备合金材料。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备汽车结构件用6系铝合金的原料中氟化银为0.005份、硫为0.05份、磷为0.07份。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备汽车结构件用6系铝合金的原料中氟化银为0.03份、硫为0.01份、磷为0.08份。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备汽车结构件用6系铝合金的原料中氟化银为0.05份、硫为0.01份、磷为0.005份。
对比例9
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备工艺中步骤1中熔融温度一直保持在900℃。
对实施例1-3和对比例1-9制得的产品，按照gb/t228-2010《金属材料拉伸试验》的标准，测试本发明提供的方法制备得到的汽车结构件用6系铝合金的塑性延伸强度(rp0.2)、抗拉强度(rm)、均匀延伸率(ag)和总延伸率(a50)，检测结果为，本发明提供的方法制备得到的铝合金的塑性延伸强度为110n/mm2～150n/mm2，抗拉强度≥205n/mm2。根据gbt10125—1997标准，对合金件在酸性盐雾下测试6h后，测试断裂强度，与未腐蚀的比较，计算断裂强度下降程度，计为百分比，结果如下表所示。
由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的汽车结构件用6系铝合金的力学性能和耐腐蚀性能显著高于对比例5制得的汽车钣金件的力学性能和耐腐蚀性；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-4的数据可见，氟化银，硫，磷在制备汽车结构件用6系铝合金中起到了协同作用，协同提高了汽车结构件用6系铝合金的力学性能和耐腐蚀性；这是：
本发明以铝为基质合金，当添加一定量的硅、铁、铜、锰、镁、铬、锌、钛、铅、钠、镓能一定程度改善力学性能，但是由对比例1可知，只添加上述的组分不能实现令人满意的力学性能和耐腐蚀性效果，因此申请人通过反复试验，发现添加了氟化银，硫，磷在制备汽车结构件用6系铝合金中起到了协同作用。
推测其可能机理为氟化银熔点低，能够在焊料使用过程的再熔融过程中实现均匀分散，氟元素部分与铝元素结合，增强耐腐蚀效果，银原子能够稳定晶体堆积结构，大大提高合金的力学性能和整体性，不容易破碎，提高力学性能；硫能提升合金的延展性，其与氯化银中的银原子融合后形成大量的异质核心，起到了变质细化主要合金相的作用，从而增强了耐腐蚀和力学性能；磷能够与铝形成部分磷化物，当其在表层中分散时，能有效保护表面不受腐蚀气体和潮湿气体的侵蚀，提高耐腐蚀性，同时磷与硫同时添加能够改善硫的引入带来的硬度不足的问题，与氟一起添加能够调节氟的引入导致的硬度过大的问题。
(3)由对比例6-8的数据可见，氟化银，硫，磷的重量比不在(0.1-0.2)：(0.2-0.4)：(0.01-0.0.05)范围内时，制得的钣金件的力学性能和耐腐蚀性数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值，与现有技术(对比例5)的数值相当。本发明氟化银，硫，磷作为补强体系，实施例1-3控制制备汽车结构件用6系铝合金时通过添加氟化银，硫，磷的重量比为(0.1-0.2)：(0.2-0.4)：(0.01-0.0.05)，实现在补强体系中利用氟化银减低了焊料的膨胀系数，增强焊料的整体强度；硫具能够促进氟化银和磷分散，并且分解后活性硅能够细化主要合金相；磷能够互相交错的分散在焊料中，并且以氟化银填充其中，硫作为交联剂，实现三者分子之间互相交联，形成稳定晶体堆积结构，从而起到了提高汽车结构件用6系铝合金的力学性能和耐腐蚀性等特点，使得氟化银，硫，磷构成的补强体系在本发明的汽车结构件用6系铝合金中，提高汽车结构件用6系铝合金的力学性能和耐腐蚀性。
(4)本发明中还加入无机元素氟和硫，所述氟的加入形式可以为金属氟化物，所述硫的加入形式可以为金属硫化物，也可以以单质硫的形式加入。加入一定氟和硫元素，可以在金属相中形成部分金属合金，且该金属合金易在焊接过程处于金属表面，利用其耐腐蚀效果，提高焊料的耐腐蚀性。且氟、硫都能促进金属合金相中形成异质核心，起到了细化金相的作用。所述磷、氟、硫的合计量为锡的0.1-0.2％。过多的加入量将导致焊料强度性能下降，且熔点升高，过小的量不能起到优异的防腐蚀效果和力学性能。
(5)本发明中制备工艺中通过两步温度熔融法制备，在高温熔融后，降温后，加入氟化银，硫，磷，避免温度过高导致无机元素过快反应，从而分散不均匀，在降温过程中，析出部分颗粒微合金相，细化合金相，使其分布更加均匀致密。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。