本发明涉及铝合金新材料技术领域，具体涉及一种交通用轻量化铝合金新材料的加工工艺。
背景技术：
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铝合金是一种性能优良的轻质材料，广泛应用于交通运输工具中。汽车防撞梁是车身结构件之一，也是汽车最为重要的安全部件之一，主要作用是在车辆碰撞中吸收缓和外界冲击力，保护汽车在碰撞事故中车身及乘员的安全。目前，汽车防撞梁多由铝合金材料制成，随着人们对汽车行驶安全性的认识不断提高，对汽车防撞梁用铝合金材料的性能也提出了更高的要求。
铝合金材料的强度和韧性成为关键性能指标，而经研究发现通过改变铝合金成分和加工工艺可以提高所制铝合金材料的综合性能。目前，很多采用添加稀土金属和应用特殊处理手段来提高铝合金材料的强度和韧性，但不可避免地都会存在成本明显升高和生产周期加长的问题，不利于工业化大规模生产。
技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题在于提供一种交通用轻量化铝合金新材料的加工工艺，该工艺控制参数明确且工艺重复性好，所制铝合金材料具有优异的使用性能，能够被应用于汽车防撞梁的加工。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种交通用轻量化铝合金新材料的加工工艺，包括以下步骤：
(1)配方：Mg 0.1～1wt％、Cu 0.1～1wt％、Mn 0.1～1wt％、Ti 0.05～0.5wt％、Cr 0.01～0.1wt％，Ce 0.01～0.1wt％，余量为Al；
(2)熔炼：将上述原料加入熔炼炉中，熔炼温度控制在720～750℃，待所有原料全部熔融后保温10～30min，得到铝合金熔体；
(3)精炼：将铝合金熔体转入精炼炉中，精炼温度控制在730～760℃，精炼时间20～40min，扒去表面浮渣；
(4)静置过滤：将铝合金熔体静置15～30min，经在线除气后过滤；
(5)铸造：采用水平浇铸进行连续铸造，浇铸温度控制在680～720℃，得到铸坯；
(6)急速冷冻处理：待铸坯温度自然降至550℃以下后立即转入-5～0℃环境中进行急速冷冻处理，冷冻时间20～40min，处理结束后将铸坯转入室温环境中自然恢复至室温；
(7)时效处理：将铸坯装入时效炉中进行人工时效处理，时效温度控制在180～210℃，保温时间8～12h；
(8)冷却：开炉取出铸坯，并在空气中自然冷却至室温；
(9)热挤压：将铸坯加热至490～520℃，挤压模具温度430～460℃，挤压温度470～500℃，得到铝合金型材；
(10)校直、切割：利用拉伸机将铝合金型材校直，变形量为1～3％，经检验合格后按要求尺寸切割，即得交通用轻量化铝合金新材料。
所述步骤(3)中的过滤采用双级过滤方式，一级过滤目数80-100目，二级过滤目数100-120目。
本发明所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：
一种交通用轻量化铝合金新材料的加工工艺，包括以下步骤：
(1)配方：Mg 0.1～1wt％、Cu 0.1～1wt％、Mn 0.1～1wt％、Ti 0.05～0.5wt％、Cr 0.01～0.1wt％，Ce 0.01～0.1wt％，余量为Al；
(2)熔炼：将上述原料加入熔炼炉中，熔炼温度控制在720～750℃，待所有原料全部熔融后保温10～30min，得到铝合金熔体；
(3)精炼：将铝合金熔体转入精炼炉中，并加入无钠精炼剂，精炼温度控制在730～760℃，精炼时间20～40min，扒去表面浮渣；
(4)静置过滤：将铝合金熔体静置15～30min，经在线除气后过滤；
(5)铸造：采用水平浇铸进行连续铸造，浇铸温度控制在680～720℃，得到铸坯；
(6)时效处理：将铸坯装入时效炉中进行人工时效处理，时效温度控制在180～210℃，保温时间8～12h；
(7)冷却：开炉取出铸坯，并在空气中自然冷却至室温；
(8)热挤压：将铸坯加热至490～520℃，挤压模具温度430～460℃，挤压温度470～500℃，得到铝合金型材；
(9)校直、切割：利用拉伸机将铝合金型材校直，变形量为1～3％，经检验合格后按要求尺寸切割，即得交通用轻量化铝合金新材料。
所述步骤(3)中的过滤采用双级过滤方式，一级过滤目数80-100目，二级过滤目数100-120目。
所述步骤(3)中无钠精炼剂由以下组分组成：氟铝酸钾55wt％、碳酸钾30wt％、氟化钡15wt％。
所述步骤(3)中无钠精炼剂由以下组分组成：氟铝酸钾55wt％、碳酸钾30wt％、氟硼酸锌15wt％。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过急速冷冻处理方法的应用，起到稳定合金中各原子形态的作用，进而提高所制铝合金材料的强度和韧性；
(2)本发明通过无钠精炼剂的添加来增强精炼和清渣效果，有效去除合金液中的夹杂物与气体，进而改善所制铝合金材料的使用性能；
(3)本发明所制铝合金新材料的使用性能优异，能够应用于汽车防撞梁的加工，完全满足汽车防撞梁的使用需求，达到碰撞吸能的效果。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)配方：Mg 0.68wt％、Cu 0.45wt％、Mn 0.32wt％、Ti 0.28wt％、Cr 0.08wt％，Ce 0.05wt％，余量为Al；
(2)熔炼：将上述原料加入熔炼炉中，熔炼温度控制在730℃，待所有原料全部熔融后保温20min，得到铝合金熔体；
(3)精炼：将铝合金熔体转入精炼炉中，精炼温度控制在740℃，精炼时间30min，扒去表面浮渣；
(4)静置过滤：将铝合金熔体静置20min，经在线除气后过滤，采用双级过滤方式，一级过滤目数80目，二级过滤目数120目；
(5)铸造：采用水平浇铸进行连续铸造，浇铸温度控制在720℃，得到铸坯；
(6)急速冷冻处理：待铸坯温度自然降至550℃以下后立即转入-5～0℃环境中进行急速冷冻处理，冷冻时间30min，处理结束后将铸坯转入室温环境中自然恢复至室温；
(7)时效处理：将铸坯装入时效炉中进行人工时效处理，时效温度控制在200℃，保温时间10h；
(8)冷却：开炉取出铸坯，并在空气中自然冷却至室温；
(9)热挤压：将铸坯加热至510℃，挤压模具温度450℃，挤压温度480℃，得到铝合金型材；
(10)校直、切割：利用拉伸机将铝合金型材校直，变形量为1～3％，经检验合格后按要求尺寸切割，即得交通用轻量化铝合金新材料。
实施例2
(1)配方：Mg 0.68wt％、Cu 0.45wt％、Mn 0.32wt％、Ti 0.28wt％、Cr 0.08wt％，Ce 0.05wt％，余量为Al；
(2)熔炼：将上述原料加入熔炼炉中，熔炼温度控制在730℃，待所有原料全部熔融后保温20min，得到铝合金熔体；
(3)精炼：将铝合金熔体转入精炼炉中，并加入无钠精炼剂，精炼温度控制在740℃，精炼时间30min，扒去表面浮渣；无钠精炼剂由氟铝酸钾55wt％、碳酸钾30wt％、氟化钡15wt％组成；
(4)静置过滤：将铝合金熔体静置20min，经在线除气后过滤，采用双级过滤方式，一级过滤目数80目，二级过滤目数120目；
(5)铸造：采用水平浇铸进行连续铸造，浇铸温度控制在720℃，得到铸坯；
(6)时效处理：将铸坯装入时效炉中进行人工时效处理，时效温度控制在200℃，保温时间10h；
(7)冷却：开炉取出铸坯，并在空气中自然冷却至室温；
(8)热挤压：将铸坯加热至510℃，挤压模具温度450℃，挤压温度480℃，得到铝合金型材；
(9)校直、切割：利用拉伸机将铝合金型材校直，变形量为1～3％，经检验合格后按要求尺寸切割，即得交通用轻量化铝合金新材料。
实施例3
(1)配方：Mg 0.68wt％、Cu 0.45wt％、Mn 0.32wt％、Ti 0.28wt％、Cr 0.08wt％，Ce 0.05wt％，余量为Al；
(2)熔炼：将上述原料加入熔炼炉中，熔炼温度控制在730℃，待所有原料全部熔融后保温20min，得到铝合金熔体；
(3)精炼：将铝合金熔体转入精炼炉中，并加入无钠精炼剂，精炼温度控制在740℃，精炼时间30min，扒去表面浮渣；无钠精炼剂由氟铝酸钾55wt％、碳酸钾30wt％、氟硼酸锌15wt％组成；
(4)静置过滤：将铝合金熔体静置20min，经在线除气后过滤，采用双级过滤方式，一级过滤目数80目，二级过滤目数120目；
(5)铸造：采用水平浇铸进行连续铸造，浇铸温度控制在720℃，得到铸坯；
(6)时效处理：将铸坯装入时效炉中进行人工时效处理，时效温度控制在200℃，保温时间10h；
(7)冷却：开炉取出铸坯，并在空气中自然冷却至室温；
(8)热挤压：将铸坯加热至510℃，挤压模具温度450℃，挤压温度480℃，得到铝合金型材；
(9)校直、切割：利用拉伸机将铝合金型材校直，变形量为1～3％，经检验合格后按要求尺寸切割，即得交通用轻量化铝合金新材料。
对照例1
以实施例1为对照，设置不进行急速冷冻处理的对照例1，其余操作与实施例1完全相同。
(1)配方：Mg 0.68wt％、Cu 0.45wt％、Mn 0.32wt％、Ti 0.28wt％、Cr 0.08wt％，Ce 0.05wt％，余量为Al；
(2)熔炼：将上述原料加入熔炼炉中，熔炼温度控制在730℃，待所有原料全部熔融后保温20min，得到铝合金熔体；
(3)精炼：将铝合金熔体转入精炼炉中，精炼温度控制在740℃，精炼时间30min，扒去表面浮渣；
(4)静置过滤：将铝合金熔体静置20min，经在线除气后过滤，采用双级过滤方式，一级过滤目数80目，二级过滤目数120目；
(5)铸造：采用水平浇铸进行连续铸造，浇铸温度控制在720℃，得到铸坯；
(6)时效处理：将铸坯装入时效炉中进行人工时效处理，时效温度控制在200℃，保温时间10h；
(7)冷却：开炉取出铸坯，并在空气中自然冷却至室温；
(8)热挤压：将铸坯加热至510℃，挤压模具温度450℃，挤压温度480℃，得到铝合金型材；
(9)校直、切割：利用拉伸机将铝合金型材校直，变形量为1～3％，经检验合格后按要求尺寸切割，即得交通用轻量化铝合金新材料。
对照例2
以实施例2为对照，设置了无钠精炼剂仅由氟铝酸钾和碳酸钾组成的对照例2，氟铝酸钾与碳酸钾的质量比为55:30。
(1)配方：Mg 0.68wt％、Cu 0.45wt％、Mn 0.32wt％、Ti 0.28wt％、Cr 0.08wt％，Ce 0.05wt％，余量为Al；
(2)熔炼：将上述原料加入熔炼炉中，熔炼温度控制在730℃，待所有原料全部熔融后保温20min，得到铝合金熔体；
(3)精炼：将铝合金熔体转入精炼炉中，并加入无钠精炼剂，精炼温度控制在740℃，精炼时间30min，扒去表面浮渣；
(4)静置过滤：将铝合金熔体静置20min，经在线除气后过滤，采用双级过滤方式，一级过滤目数80目，二级过滤目数120目；
(5)铸造：采用水平浇铸进行连续铸造，浇铸温度控制在720℃，得到铸坯；
(6)时效处理：将铸坯装入时效炉中进行人工时效处理，时效温度控制在200℃，保温时间10h；
(7)冷却：开炉取出铸坯，并在空气中自然冷却至室温；
(8)热挤压：将铸坯加热至510℃，挤压模具温度450℃，挤压温度480℃，得到铝合金型材；
(9)校直、切割：利用拉伸机将铝合金型材校直，变形量为1～3％，经检验合格后按要求尺寸切割，即得交通用轻量化铝合金新材料。
分别利用实施例1-3、对照例1-2加工同规格的铝合金材料，对厚度10mm的铝合金材料进行性能测试，结果如表1所示。
依照GB/T 228.1-2010法测试抗拉强度、屈服强度和延伸率。
依照GB/T 229-2007法测试无缺口冲击韧性。
表1实施例与对照例所制铝合金材料的使用性能
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。