本发明涉及铝合金型材,具体涉及一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材及其制备方法。
背景技术:
1、汽车的发展趋势是轻量化、安全可靠、舒适、低的燃油消耗等,汽车轻量化是在保证汽车强度和安全性前提下,尽可能降低汽车车身的重量,提高汽车的动力性,减少能源消耗,降低排放。目前,对于轻量化汽车,铝合金已成为汽车制造用主要材料。在汽车车身结构中,汽车侧围门槛梁不仅需要承受踩踏的强度,在汽车发生碰撞过程中,门槛梁还需要通过自身的弹塑性变形来传递和吸收外界冲击力以保护乘客安全。但是由于铝合金材料自身存在脆性高、易折断的特点,不能满足汽车门槛梁的使用要求。因此,亟需研究一种高性能铝合金型材以满足汽车侧围门槛梁的使用要求,保证汽车结构安全性。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明提供了一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材及其制备方法,将合金成分与制备工艺配合,获得强度、塑性满足要求的适用于汽车左右侧围门槛的铝合金型材。
2、本发明采用的技术方案为:
3、一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材,包括如下质量百分比的金属元素组分:si 0.88~1.1%、mg 0.65~0.8%、cu≤0.05%、mn 0.45~0.55%、cr≤0.05%、fe≤0.13%、ti≤0.04%、zn≤0.1%,余量为al及不可避免的杂质。
4、进一步地,所述铝合金型材的抗拉强度≥305mpa,屈服强度为285~320mpa,延伸率≥10%。
5、进一步地,包括如下质量百分比的元素组分:si 0.9~1.0%、mg 0.70~0.75%、cu 0.028~0.035%、mn 0.50~0.51%、cr≤0.04%、fe≤0.05%、ti≤0.03%、zn≤0.02%,余量为al及不可避免的杂质。
6、进一步地,所述铝合金型材的抗拉强度≥305mpa,屈服强度为295~310mpa,延伸率≥10%。
7、一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材的制备方法,包括如下工序:根据合金成分分批投料熔铸→铸造铝棒→均匀化处理→挤压成型→在线淬火→拉伸→锯切→人工时效→力学性能检测是否符合要求。
8、进一步地,所述分批投料熔炼工序中,添加的各金属元素的纯度≥98%,且分批投料过程中每次添加金属元素的间隔时间至少为10min;且在添加si、mn元素时,先在坩埚中将金属si、mn分别熔融,然后再加入熔炼炉内。
9、进一步地,所述均匀化处理的工艺为:均匀化温度为590~600℃,保温时间为8~12h,均匀化完成后空冷至室温。
10、进一步地,所述挤压成型工序具体为:将铝棒经扒皮后上机挤压,挤压筒温度为440±20℃,模具温度为480±15℃,模具加热时间为5~24h,铝棒温度为510±15℃,挤压杆速度为1.0~1.5mm/s,出口温度为520~540℃。
11、进一步地,所述在线淬火工序中,采用60%水雾进行在线淬火,且淬火后温度≤50℃。
12、进一步地,所述人工时效工序中,时效温度为190~200℃,时效时间为4~4.5h。
13、本发明的有益效果为:
14、本发明提供了一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材及其制备方法,通过合理调整6xxx系铝合金中主合金元素mg、si、mn及微量元素的含量,并控制淬火方式与时效制度,保证铝合金型材具有较高的强度,使其满足汽车左右侧围门槛的力学性能要求。
1.一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材,其特征在于,包括如下质量百分比的金属元素组分:si 0.88~1.1%、mg 0.65~0.8%、cu≤0.05%、mn 0.45~0.55%、cr≤0.05%、fe≤0.13%、ti≤0.04%、zn≤0.1%,余量为al及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材,其特征在于,所述铝合金型材的抗拉强度≥305mpa,屈服强度为285~320mpa,延伸率≥10%。
3.根据权利要求1所述的一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材,其特征在于,包括如下质量百分比的元素组分:si 0.9~1.0%、mg 0.70~0.75%、cu 0.028~0.035%、mn0.50~0.51%、cr≤0.04%、fe≤0.05%、ti≤0.03%、zn≤0.02%,余量为al及不可避免的杂质。
4.根据权利要2所述的一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材,其特征在于,所述铝合金型材的抗拉强度≥305mpa,屈服强度为295~310mpa,延伸率≥10%。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材的制备方法,其特征在于,包括如下工序:根据合金成分分批投料熔铸→铸造铝棒→均匀化处理→挤压成型→在线淬火→拉伸→锯切→人工时效→力学性能检测是否符合要求。
6.根据权利要求5所述的一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材的制备方法,其特征在于,所述分批投料熔炼工序中,添加的各金属元素的纯度≥98%,且分批投料过程中每次添加金属元素的间隔时间至少为10min;且在添加si、mn元素时,先在坩埚中将金属si、mn分别熔融,然后再加入熔炼炉内。
7.根据权利要求5所述的一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材的制备方法,其特征在于,所述均匀化处理的工艺为:均匀化温度为590~600℃,保温时间为8~12h,均匀化完成后空冷至室温。
8.根据权利要求5所述的一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材的制备方法,其特征在于,所述挤压成型工序具体为:将铝棒经扒皮后上机挤压,挤压筒温度为440±20℃,模具温度为480±15℃,模具加热时间为5~24h,铝棒温度为510±15℃,挤压杆速度为1.0~1.5mm/s,出口温度为520~540℃。
9.根据权利要求5所述的一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材的制备方法,其特征在于,所述在线淬火工序中,采用60%水雾进行在线淬火,且淬火后温度≤50℃。
10.根据权利要求5所述的一种汽车左右侧围门槛用高性能铝合金型材的制备方法,其特征在于,所述人工时效工序中,时效温度为190~200℃,时效时间为4~4.5h。