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一种汽车控制臂用可锻造高强高韧 铝 合金

阅读：996发布：2020-06-08

专利汇可以提供一种汽车控制臂用可锻造高强高韧铝合金专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种汽车控制臂用可锻造高强高韧铝合金，它涉及铝合金加工技术领域，将Si含量和Mg含量分别由6082的1.05-1.12％和0.82-0.95％下降到0.95-1.05％和提高到0.9-1.0％，目的是在减少游离硅含量的同时提高Mg2Si的含量，以在保持强度不变的基础上，提高合金的延展性和可锻能力。本发明具有比强度高、可锻性好且安全性高等优点，是现代汽车用传动和承载关键部件的基础材料，可以很好的满足国内高端锻造铝合金坯料的要求，推动国内锻造铝合金的技术进步，也为整个铝加工产业链发展提供支持，其相关产品将填补国内空白，性能达到国际先进水平，对于促进我国汽车、铝产业的发展具有重要的战略意义。，下面是一种汽车控制臂用可锻造高强高韧铝合金专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种汽车控制臂用可锻造高强高韧铝合金，其特征在于它的制备工艺为①：在合金成分控制上，首先将Si含量和Mg含量分别由6082°的1.05-1.12％和0.82-0.95％下降到
0.95-1.05％和提高到0.9-1.0％，目的是在减少游离硅含量(由0.58％降至0.4％)的同时提高Mg2Si的含量(由1.4％提高到1.5％)，以在保持强度不变的基础上，提高合金的延展性和可锻能力。同时将Cu的成分控制在0.55～0.65之间，提高合金的强度。其次将Mn含量由0.63％提高到0.7％、同时将Zr作为添加元素控制在0.03％左右、并把杂质Cr作为添加元素控制在0.1-0.15％范围内，通过这三个元素的复合作用，形成细小弥散的化合物，提高再结晶温度。通过合金成分的微调为6X82合金材料的形成，打下了坚实基础。
②：将在线除气除渣技术与电磁净化技术集成，以实现净化效率和净化效果的有机统一，最终有效净化不同尺寸的夹杂，实现熔体深度净化。
在熔铸工艺上，首先采用在线除气除渣技术，获得了高品质铝熔体，其氢含量≤0.15ml/100gAl，晶粒平均尺寸≤100μm，晶粒大小均匀，铸锭中心与边部晶粒尺寸相差≤10％，主合金元素偏析比≤15％。其次采用细晶强化技术并改变细化剂的引入方式，在含有Zr、Cr元素的合金中，使用AL-Ti-B作为细化剂会造成“中毒”而失效，所以将细化剂的引入方式由Al-5Ti-1B更改为Al-5Ti-0.3C，有效提高了细化效果。
③：开发电磁场调控半连铸技术，在凝固过程中施加电磁场促进半连铸铸锭组织均匀化与晶粒细化。
最后在铸造过程中施加电磁搅拌，在强有力的磁力搅拌下，迫使铝熔体流动，增加了液相中晶粒的形核的同时性，使晶核增加分布均匀。由此为高性能汽车控制臂体提供了高质量的挤压坯料。
④：优化挤压成型技术，在保证强度的前提下进一步提高材料锻造的可靠性和稳定性，提高材料成品率。

说明书全文

一种汽车控制臂用可锻造高强高韧 铝 合金

技术领域：

[0001] 本发明涉及铝合金加工技术领域，具体涉及一种汽车控制臂用可锻造高强高韧6X82铝合金。
背景技术：

[0002] 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中己大量应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。

[0003] 随着锻造铝合金的广泛应用，对于锻造后的性能及功能影响最大来自于锻造前的坯料，而要想获得高强度及高韧性的锻造制品，坯料的成分及晶粒组织至关重要。汽车控制臂用的6082锻造件，要求锻造后的抗拉强度达到440Mpa以上，且粗晶环小于3mm，国内挤压坯料无法满足要求，完全依赖进口，故而极大的增加了生产的成本。发明内容：

[0004] 本发明的目的是提供一种汽车控制臂用可锻造高强高韧6X82铝合金，它具有比强度高、可锻性好且安全性高等优点，是现代汽车用传动和承载关键部件的基础材料，能很好的满足国内高端锻造铝合金坯料的要求，推动国内锻造铝合金的技术进步，也为整个铝加工产业链发展提供支持。

[0005] 为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它的制备工艺为①：进一步优化汽车控制臂铝合金的成分，并引入原位纳米颗粒强化，从而使最终获得的汽车控制臂综合力学性能进一步提高。

[0006] 在合金成分控制上，首先将Si含量和Mg含量分别由6082的1.05-1.12％和0.82-0.95％下降到0.95-1.05％和提高到0.9-1.0％，目的是在减少游离硅含量(由
0.58％降至0.4％)的同时提高Mg2Si的含量(由1.4％提高到1.5％)，以在保持强度不变的基础上，提高合金的延展性和可锻能力。同时将Cu的成分控制在0.55～0.65之间，提高合金的强度。其次将Mn含量由0.63％提高到0.7％、同时将Zr作为添加元素控制在
0.03％左右、并把杂质Cr作为添加元素控制在0.1-0.15％范围内，通过这三个元素的复合作用，形成细小弥散的化合物，提高再结晶温度。通过合金成分的微调为6X82合金材料的形成，打下了坚实基础。

[0007] 研究表明，原位纳米增强颗粒形态圆整、在铝合金基体上均匀分布，不仅有利于提高材料的强度，而且可以保证材料具有良好的韧性。本项目在熔体处理过程中，在铝合金熔体中加入氧化锆等反应物，并在电磁场作用下实现原位化学反应，生成Al203等原位纳米增强颗粒。

[0008] ②：将在线除气除渣技术与电磁净化技术集成，以实现净化效率和净化效果的有机统一，最终有效净化不同尺寸的夹杂，实现熔体深度净化。

[0009] 在熔铸工艺上，首先采用在线除气除渣技术，获得了高品质铝熔体，其氢含量≤0.15ml/100gAl，晶粒平均尺寸≤100μm，晶粒大小均匀，铸锭中心与边部晶粒尺寸相差≤10％，主合金元素偏析比≤15％。其次采用细晶强化技术并改变细化剂的引入方式，在含有Zr、Cr元素的合金中，使用AL-Ti-B作为细化剂会造成“中毒”而失效，所以将细化剂的引入方式由Al-5Ti-1B更改为Al-5Ti-0.3C，有效提高了细化效果。

[0010] ③：开发电磁场调控半连铸技术，在凝固过程中施加电磁场促进半连铸铸锭组织均匀化与晶粒细化。

[0011] 最后在铸造过程中施加电磁搅拌，在强有力的磁力搅拌下，迫使铝熔体流动，增加了液相中晶粒的形核的同时性，使晶核增加分布均匀。由此为高性能汽车控制臂体提供了高质量的挤压坯料。

[0012] ④：优化挤压成型技术，在保证强度的前提下进一步提高材料锻造的可靠性和稳定性，提高材料成品率。

[0013] 本发明具有以下有益效果：

[0014] 1)、设计并开发了高性能铝合金6X82，通过调控合金元素，获得汽车控制臂的室温拉伸强度大于440MPa，屈服强度大于380MPa，伸长率大于10％。

[0015] 2)、优化了熔铸工艺，采用了先进的在线除气和除渣技术，并改变细化剂的引入方式，获得高质量的挤压坯料。

[0016] 3)、创新设计并发明了纳米颗粒增强铝基原位复合材料，增强颗粒尺寸可控在60nm～100nm范围、颗粒体积分数可在2～10％调控。

[0017] 4)、开发了电磁场调控半连铸技术，在凝固过程中施加电磁场促进半连铸铸锭组织均匀化与晶粒细化。

[0018] 5)、开发了高温慢速多孔挤压技术及在线雾化热处理技术，将粗晶环从8mm减少到1mm以下。具体实施方式：

[0019] 本具体实施方式采用以下技术方案：①：进一步优化汽车控制臂铝合金的成分，并引入原位纳米颗粒强化，从而使最终获得的汽车控制臂综合力学性能进一步提高。

[0020] 在合金成分控制上，首先将Si含量和Mg含量分别由6082的1.05-1.12％和0.82-0.95％下降到0.95-1.05％和提高到0.9-1.0％，目的是在减少游离硅含量(由
0.58％降至0.4％)的同时提高Mg2Si的含量(由1.4％提高到1.5％)，以在保持强度不变的基础上，提高合金的延展性和可锻能力。同时将Cu的成分控制在0.55～0.65之间，提高合金的强度。其次将Mn含量由0.63％提高到0.7％、同时将Zr作为添加元素控制在
0.03％左右、并把杂质Cr作为添加元素控制在0.1-0.15％范围内，通过这三个元素的复合作用，形成细小弥散的化合物，提高再结晶温度。通过合金成分的微调为6X82合金材料的形成，打下了坚实基础。

[0021] 研究表明，原位纳米增强颗粒形态圆整、在铝合金基体上均匀分布，不仅有利于提高材料的强度，而且可以保证材料具有良好的韧性。本项目在熔体处理过程中，在铝合金熔体中加入氧化锆等反应物，并在电磁场作用下实现原位化学反应，生成Al203等原位纳米增强颗粒。

[0022] ②：将在线除气除渣技术与电磁净化技术集成，以实现净化效率和净化效果的有

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