CN110643867A - 铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,铝合金板,按照总量百分比由以下成分组成:Si:0.05%‑0.15%,Mn:0.2%‑0.5%,Cr:0.5%‑0.9%,Cu:0.04%‑0.09%,Fe:0.1%‑0.2%,Mg:4.0%‑5.0%,C:0.5%‑1.0%,余量为Al和一些杂质元素,步骤一:将挤压成型模具加热,然后转移至挤压机模座上,将铝合金板加入挤压成型模具进行预热,预热一定时间后通过挤压筒挤压成型,得到第一型材。本发明提高铝合金抗氧化性、结构强度和热塑性,减小铝合金构件中的应力,避免出现断裂状况,提高了铝合金抗拉强度和屈服强度,同时延伸率提高,表现出良好的力学性能。
Description
技术领域
本发明属于铝合金加工领域,具体涉及铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺。
背景技术
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、船舶及化学工业中已大量应用。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。目前铝合金是应用最多的合金。铝合金密度低,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,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。
精密加工工艺是指加工精度以及表面光洁程度高于各相应加工方法精加工的各种加工工艺。精密切削加工是依靠精度高、刚性好的机床和精细刃磨的刀具用很高或极低的切削速度、很小的切深和进给量在工件表面切去极薄一层金属的过程,显然,这个过程能显著提高零件的加工精度。由于切削过程残留面积小,又最大限度地排除了切削力、切削热和振动等的不利影响,因此能有效地去除上道工序留下的表面变质层,加工后表面基本上不带有残余拉应力,粗糙度也大大减小,极大地提高了加工表面质量。
汽车构造中铝合金结构件的使用非常广泛,铝合金结构件的强度关系着汽车的安全性和稳定性,然而现有的铝合金具有硬度低、热塑性差和耐腐蚀性差的问题,在使用过程中容易导致结构件变形,断裂的状况,降低了汽车结构的稳定性,提高了汽车行驶的危险性。
发明内容
本发明的目的在于提供铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,以解决上述背景技术中提出的现有铝合金具有硬度低、热塑性差和耐腐蚀性差的问题,在使用过程中容易导致结构件变形,断裂的状况,降低了汽车结构的稳定性,提高了汽车行驶的危险性的问题。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
铝合金板,按照总量百分比由以下成分组成:Si:0.05%-0.15%,Mn:0.2%-0.5%,Cr:0.5%-0.9%,Cu:0.04%-0.09%,Fe:0.1%-0.2%,Mg:4.0%-5.0%,C:0.5%-1.0%,余量为Al和一些不可避免的杂质元素。
本发明还提供了一种由铝合金板制备成汽车铝合金结构件的精密加工工艺,包括以下操作步骤:
步骤一:将挤压成型模具加热,然后转移至挤压机模座上,将组成成分按照总量百分比:Si:0.05%-0.15%,Mn:0.2%-0.5%,Cu:0.04%-0.09%,Fe:0.1%-0.2%,Mg:4.0%-5.0%,C:0.5%-1.0%,余量为Al和一些不可避免的杂质元素的铝合金板加入挤压成型模具,进行预热,预热一定时间后,再通过挤压筒挤压成型,得到第一型材;
步骤二:将所述第一型材送入冷却水槽进行在线淬火处理,得到第二型材;
步骤三:将所述第二型材进行锯切、牵引、张力矫直处理,得到第三型材;
步骤四:将第三型材进行人工时效处理,获得铝合金板;
步骤五:将所述铝合金板进行一级固溶处理,然后放入水中冷却至室温;
步骤六:对所述铝合金板两面飞面,四边余量0.1mm,使铝合金板平面度保持在0.05-0.1;
步骤七:将所述铝合金板进行二级固溶处理,在烘箱中进行时效处理,然后采用吹风冷却至室温;
步骤八:对所述铝合金板进行孔位和台阶加工,然后对所述铝合金板两面精飞。
优选的,所述加热温度为420-450摄氏度,所述预热温度为450-460摄氏度,所述预热时间为40-80分钟。
优选的,所述步骤一中挤压筒温度为400-430摄氏度,所述挤压成型的挤压速度为0.8-1.2m/min。
优选的,所述步骤二中冷却水槽温度为30-60摄氏度,所述在线淬火的速度为0.8-1.3m/min。
优选的,所述步骤四中人工时效的加热温度为100-115摄氏度,保温时间7-9h,然后升温至140-160摄氏度,继续保温7-9h。
优选的,所述步骤五中一级固溶温度为450-460摄氏度,一级固溶时间为30-120分钟,保温时间为40-60分钟。
优选的,所述步骤七中二级固溶温度为490-520摄氏度,二级固溶时间为30-110分钟,保温时间为20-100分钟。
优选的,所述步骤七中吹风降温进行15-20分钟,风压随铝合金板温度降低而降低,铝合金板冷却至室温时,继续对铝合金板吹风4-6分钟。
本发明的技术效果和优点:本发明提出的铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,与现有技术相比,具有以下优点:
1、本发明通过在组成成分中加入C,能够大大提高铝合金的抗氧化性,通过在组成成分中加入Cr,能够大大提高铝合金的结构强度,通过在组成成分中加入Fe,能够大大提升铝合金的热塑性;
2、本发明加工工艺,能够减小铝合金构件中的应力,避免了在使用过程中出现断裂的状况,同时大大提高了铝合金的抗拉强度和屈服强度,提高了铝合金的结构性能,同时延伸率大大提高了,表现出良好的力学性能。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
本发明提供了汽车铝合金结构件的精密加工工艺,包括以下操作步骤:
步骤一:将挤压成型模具加热,然后转移至挤压机模座上,将组成成分按照总量百分比:Si:0.15%,Mn:0.5%,Cu:0.9%,Fe:0.2%,Mg:4.0%,C:0.5%,余量为Al和一些不可避免的杂质元素的铝合金板加入挤压成型模具,进行预热,预热一定时间后,再通过挤压筒挤压成型,得到第一型材;
步骤二:将所述第一型材送入冷却水槽进行在线淬火处理,得到第二型材;
步骤三:将所述第二型材进行锯切、牵引、张力矫直处理,得到第三型材;
步骤四:将第三型材进行人工时效处理,获得铝合金板;
步骤五:将所述铝合金板进行一级固溶处理,然后放入水中冷却至室温;
步骤六:对所述铝合金板两面飞面,四边余量0.1mm,使铝合金板平面度保持在0.05;
步骤七:将所述铝合金板进行二级固溶处理,在烘箱中进行时效处理,然后采用吹风冷却至室温;
步骤八:对所述铝合金板进行孔位和台阶加工,然后对所述铝合金板两面精飞。
较佳地,所述加热温度为430摄氏度,所述预热温度为450摄氏度,所述预热时间为40分钟,能够使铝合金板快速熔化,同时熔化效果好。
较佳地,所述步骤一中挤压筒温度为400摄氏度,所述挤压成型的挤压速度为0.8m/min,能够大大降低铝合金的内部应力。
较佳地,所述步骤二中冷却水槽温度为30摄氏度,所述在线淬火的速度为0.8m/min。
较佳地,所述步骤四中人工时效的加热温度为100摄氏度,保温时间9h,然后升温至140摄氏度,继续保温7h,大大消减铝合金的内部应力和张力。
较佳地,所述步骤五中一级固溶温度为450摄氏度,一级固溶时间为30分钟,保温时间为40分钟。
较佳地,所述步骤七中二级固溶温度为490摄氏度,二级固溶时间为30分钟,保温时间为20分钟。
较佳地,所述步骤七中吹风降温进行15分钟,风压随铝合金板温度降低而降低,铝合金板冷却至室温时,继续对铝合金板吹风4分钟,保证铝合金板的形态完整,加速铝合金板的冷却。
实施二:本实施例与实施例一之间的区别为:
本发明提供了汽车铝合金结构件的精密加工工艺,包括以下操作步骤:
步骤一:将挤压成型模具加热,然后转移至挤压机模座上,将组成成分按照总量百分比:Si:0.0%,Mn:0.2%,Cu:0.04%,Fe:0.1%,Mg:4.0%,C:0.5%,余量为Al和一些不可避免的杂质元素的铝合金板加入挤压成型模具,进行预热,预热一定时间后,再通过挤压筒挤压成型,得到第一型材;
步骤二:将所述第一型材送入冷却水槽进行在线淬火处理,得到第二型材;
步骤三:将所述第二型材进行锯切、牵引、张力矫直处理,得到第三型材;
步骤四:将第三型材进行人工时效处理,获得铝合金板;
步骤五:将所述铝合金板进行一级固溶处理,然后放入水中冷却至室温;
步骤六:对所述铝合金板两面飞面,四边余量0.1mm,使铝合金板平面度保持在0.05;
步骤七:将所述铝合金板进行二级固溶处理,在烘箱中进行时效处理,然后采用吹风冷却至室温;
步骤八:对所述铝合金板进行孔位和台阶加工,然后对所述铝合金板两面精飞。
较佳地,所述加热温度为420摄氏度,所述预热温度为460摄氏度,所述预热时间为80分钟。
较佳地,所述步骤一中挤压筒温度为430摄氏度,所述挤压成型的挤压速度为1.2m/min。
较佳地,所述步骤二中冷却水槽温度为30摄氏度,所述在线淬火的速度为1.3m/min。
较佳地,所述步骤四中人工时效的加热温度为115摄氏度,保温时间8h,然后升温至160摄氏度,继续保温7h。
较佳地,所述步骤五中一级固溶温度为460摄氏度,一级固溶时间为120分钟,保温时间为60分钟。
较佳地,所述步骤七中二级固溶温度为520摄氏度,二级固溶时间为30分钟,保温时间为100分钟。
较佳地,所述步骤七中吹风降温进行20分钟,风压随铝合金板温度降低而降低,铝合金板冷却至室温时,继续对铝合金板吹风4分钟。
实施例三:本实施例与实施例一和实施例二之间的区别为:
本发明提供了汽车铝合金结构件的精密加工工艺,包括以下操作步骤:
步骤一:将挤压成型模具加热,然后转移至挤压机模座上,将组成成分按照总量百分比:Si:0.15%,Mn:0.2%,Cu:0.09%,Fe:0.1%,Mg:4.0%,C:0.5%,余量为Al和一些不可避免的杂质元素的铝合金板加入挤压成型模具,进行预热,预热一定时间后,再通过挤压筒挤压成型,得到第一型材;
步骤二:将所述第一型材送入冷却水槽进行在线淬火处理,得到第二型材;
步骤三:将所述第二型材进行锯切、牵引、张力矫直处理,得到第三型材;
步骤四:将第三型材进行人工时效处理,获得铝合金板;
步骤五:将所述铝合金板进行一级固溶处理,然后放入水中冷却至室温;
步骤六:对所述铝合金板两面飞面,四边余量0.1mm,使铝合金板平面度保持在0.1;
步骤七:将所述铝合金板进行二级固溶处理,在烘箱中进行时效处理,然后采用吹风冷却至室温;
步骤八:对所述铝合金板进行孔位和台阶加工,然后对所述铝合金板两面精飞。
较佳地,所述加热温度为450摄氏度,所述预热温度为456摄氏度,所述预热时间为40分钟。
较佳地,所述步骤一中挤压筒温度为400摄氏度,所述挤压成型的挤压速度为1.2m/min。
较佳地,所述步骤二中冷却水槽温度为30摄氏度,所述在线淬火的速度为1.3m/min。
较佳地,所述步骤四中人工时效的加热温度为105摄氏度,保温时间7h,然后升温至160摄氏度,继续保温7h。
较佳地,所述步骤五中一级固溶温度为450摄氏度,一级固溶时间为30分钟,保温时间为40分钟。
较佳地,所述步骤七中二级固溶温度为495摄氏度,二级固溶时间为60分钟,保温时间为60分钟。
较佳地,所述步骤七中吹风降温进行20分钟,风压随铝合金板温度降低而降低,铝合金板冷却至室温时,继续对铝合金板吹风6分钟。
实施例四:本实施例与实施例一、实施例二和实施例三之间的区别为:
本发明提供了汽车铝合金结构件的精密加工工艺,包括以下操作步骤:
步骤一:将挤压成型模具加热,然后转移至挤压机模座上,将组成成分按照总量百分比:Si:0.15%,Mn:0.2%,Cu:0.09%,Fe:0.1%,Mg:5.0%,C:0.5%,余量为Al和一些不可避免的杂质元素的铝合金板加入挤压成型模具,进行预热,预热一定时间后,再通过挤压筒挤压成型,得到第一型材;
步骤二:将所述第一型材送入冷却水槽进行在线淬火处理,得到第二型材;
步骤三:将所述第二型材进行锯切、牵引、张力矫直处理,得到第三型材;
步骤四:将第三型材进行人工时效处理,获得铝合金板;
步骤五:将所述铝合金板进行一级固溶处理,然后放入水中冷却至室温;
步骤六:对所述铝合金板两面飞面,四边余量0.1mm,使铝合金板平面度保持在0.05;
步骤七:将所述铝合金板进行二级固溶处理,在烘箱中进行时效处理,然后采用吹风冷却至室温;
步骤八:对所述铝合金板进行孔位和台阶加工,然后对所述铝合金板两面精飞。
较佳地,所述加热温度为430摄氏度,所述预热温度为460摄氏度,所述预热时间为80分钟。
较佳地,所述步骤一中挤压筒温度为420摄氏度,所述挤压成型的挤压速度为1.0m/min。
较佳地,所述步骤二中冷却水槽温度为60摄氏度,所述在线淬火的速度为1.2m/min。
较佳地,所述步骤四中人工时效的加热温度为105摄氏度,保温时间7h,然后升温至140摄氏度,继续保温8h。
较佳地,所述步骤五中一级固溶温度为455摄氏度,一级固溶时间为80分钟,保温时间为50分钟。
较佳地,所述步骤七中二级固溶温度为490摄氏度,二级固溶时间为70分钟,保温时间为40分钟。
较佳地,所述步骤七中吹风降温进行16分钟,风压随铝合金板温度降低而降低,铝合金板冷却至室温时,继续对铝合金板吹风5分钟。
工作原理:通过在组成成分中加入C,能够大大提高铝合金的抗氧化性,通过在组成成分中加入Cr,能够大大提高铝合金的结构强度,通过在组成成分中加入Fe,能够大大提升铝合金的热塑性,该加工工艺,能够减小铝合金构件中的应力,避免了在使用过程中出现断裂的状况,同时大大提高了铝合金的抗拉强度和屈服强度,提高了铝合金的结构性能,同时延伸率大大提高了,表现出良好的力学性能。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.铝合金板,其特征在于:按照总量百分比由以下成分组成:Si:0.05%-0.15%,Mn:0.2%-0.5%,Cr:0.5%-0.9%,Cu:0.04%-0.09%,Fe:0.1%-0.2%,Mg:4.0%-5.0%,C:0.5%-1.0%,余量为Al和一些不可避免的杂质元素。
2.一种利用如权利要求1中所述的铝合金板制备成汽车铝合金结构件的精密加工工艺,其特征在于,包括以下操作步骤:
步骤一:将挤压成型模具加热,然后转移至挤压机模座上,将组成成分按照总量百分比:Si:0.05%-0.15%,Mn:0.2%-0.5%,Cu:0.04%-0.09%,Fe:0.1%-0.2%,Mg:4.0%-5.0%,C:0.5%-1.0%,余量为Al和一些不可避免的杂质元素的铝合金板加入挤压成型模具进行预热,预热一定时间后,再通过挤压筒挤压成型,得到第一型材;
步骤二:将所述第一型材送入冷却水槽进行在线淬火处理,得到第二型材;
步骤三:将所述第二型材进行锯切、牵引、张力矫直处理,得到第三型材;
步骤四:将第三型材进行人工时效处理,获得铝合金板;
步骤五:将所述铝合金板进行一级固溶处理,然后放入水中冷却至室温;
步骤六:对所述铝合金板两面飞面,四边余量0.1mm,使铝合金板平面度保持在0.05-0.1;
步骤七:将所述铝合金板进行二级固溶处理,在烘箱中进行时效处理,然后采用吹风冷却至室温;
步骤八:对所述铝合金板进行孔位和台阶加工,然后对所述铝合金板两面精飞。
3.根据权利要求2所述的铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,其特征在于:所述加热温度为420-450摄氏度,所述预热温度为450-460摄氏度,所述预热时间为40-80分钟。
4.根据权利要求2所述的铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,其特征在于:所述步骤一中挤压筒温度为400-430摄氏度,所述挤压成型的挤压速度为0.8-1.2m/min。
5.根据权利要求2所述的铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,其特征在于:所述步骤二中冷却水槽温度为30-60摄氏度,所述在线淬火的速度为0.8-1.3m/min。
6.根据权利要求2所述的铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,其特征在于:所述步骤四中人工时效的加热温度为100-115摄氏度,保温时间7-9h,然后升温至140-160摄氏度,继续保温7-9h。
7.根据权利要求2所述的铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,其特征在于:所述步骤五中一级固溶温度为450-460摄氏度,一级固溶时间为30-120分钟,保温时间为40-60分钟。
8.根据权利要求2所述的铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,其特征在于:所述步骤七中二级固溶温度为490-520摄氏度,二级固溶时间为30-110分钟,保温时间为20-100分钟。
9.根据权利要求2所述的铝合金板及汽车铝合金结构件精密加工工艺,其特征在于:所述步骤七中吹风降温进行15-20分钟,风压随铝合金板温度降低而降低,铝合金板冷却至室温时,继续对铝合金板吹风4-6分钟。
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