一種用于汽車保險杠的鋁合金型材生產工藝，屬于金屬機械加工技術領域，通過配料→熔煉→永磁攪拌→測溫→取樣→調整成分及溫度→倒爐→精煉(一次凈化)→靜置→在線加入Al-Ti-B絲→在線除氣除渣(二次凈化)→雙級過濾→同水平熱頂鑄造→鑄錠均勻化→鑄錠的機械加工→鑄錠檢驗→感應爐加熱鑄錠→擠壓→精密在線淬火→拉伸校直→時效→型材的組織和性能檢驗→交貨過程，完成汽車保險杠鋁合金型材的加工。本發明專利技術加工出的鋁合金型材具有良好的熱變形性能，擠壓時經在線淬火有較高的強度，制品的焊接性能，耐腐蝕性能良好，有一定的耐應力腐蝕性能，特別是具有較強的吸收沖擊能力和抗擊折疊的性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種金屬機械加工，具體涉及一種用于汽車保險杠的鋁合金型材生產工藝。
技術介紹
目前，汽車行業快速發展，人們對汽車的性價比要求越來越高。汽車保險杠是一種表面積大、形狀復雜的薄臂結構部件，它要求具有優異的高、低溫沖擊韌性、剛性、耐老化性、耐熱性和耐寒性；而現有的汽車保險杠多采用聚氨酯彈性體和ABS等材料制備，這些材料成型工藝復雜、價格昂貴，使得汽車成本增加，加大了購買者的負擔；聚丙烯材料以其低密度、易成型加工、可回收利用的優點，在汽車上的應用不斷增大，但是聚丙烯材料韌性和抗沖擊強度低，增大了司機及乘客的風險，而且成品表面的光澤度和平滑度較差。7NB46屬于Al-Zn-Mg系超硬鋁合金，由于其具有良好的熱變形性能，擠壓時經在線淬火有較高的強度，制品的焊接性能，耐腐蝕性能良好，有一定的耐應力腐蝕性能，特別是具有較強的吸收沖擊能力和抗擊折疊的性能，因而特別適合擠壓成空心型材制成汽車的保險杠，如何用加工出類似性能或更優性能的鋁合金型材是我們所要解決的問題，但是加工此類型鋁合金型材時，在生產過程中經常出現羽毛晶等缺陷。這些缺陷會在隨后的生產中“遺傳”給擠壓材，降低了制品的力學性能。羽毛晶具有粗大平直的晶軸，力學性能有很強的各向導性，不僅破壞了工藝性能而且會大幅的降低力學性能。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于汽車保險杠的鋁合金型材生產工藝，其加工出的鋁合金型材具有良好的熱變形性能，擠壓時經在線淬火有較高的強度，制品的焊接性能，耐腐蝕性能良好，有一定的耐應力腐蝕性能，特別是具有較強的吸收沖擊能力和抗擊折疊的性倉泛。為了實現上述方案，本專利技術的技術解決方案為一種用于汽車保險杠的鋁合金型材生產工藝，其包括以下步驟(I)先配料合金的基體選用99. 85牌號的鋁錠，Mg、Zn元素以純金屬的形式加入，考慮Cu、Cr、Ti、Zr元素熔點較高，且在合金中含量較低，故以中間合金的形式加入；(2)之后采用25噸蓄熱式燃氣爐熔煉，熔煉溫度不宜過高，為750±5°C ；(3)在熔煉過程中，取樣分析調整完化學成分和溫度后即要抓緊倒爐，Si的質量百分含量控制在O. 10%，Fe的質量百分含量控制在O. 16% -O. 17%, Mg的質量百分含量控制在1.20% -1.30%, Mn的質量百分含量控制在< O. 04%, Cu的質量百分含量控制在O. 20% -O. 22%, Cr的質量百分含量控制在< 0.04%，Zn的質量百分含量控制在6.50% -6. 70%,Zr的質量百分含量控制在O. 15% -O. 16%，非檢測雜質單個質量百分含量控制在O. 05%，總和控制在O. 10%，盡量縮短熔體在爐內停留的時間，倒入靜置爐時對爐內熔體邊倒爐邊用永磁攪拌器對爐內的熔體進行攪拌，倒爐時要保持熔體平穩流動，不得有沖擊翻滾現象；(4)倒入靜置爐后在750°C以上的條件下，用氬氣噴吹無鈉精煉劑進行精煉，精煉劑用量I. 5kg/t，精煉時間為IOmin以上，扒凈熔體表面的浮渣，向熔體表面均勻的撒上IOkg無鈉覆蓋劑；(5)在線添加Al-Ti-B絲，添加量為800mm/min，最終使合金達到Ti的質量百分含量為 O. 03% -O. 04%(6)為進一步提高熔體的純潔度，用除氣機進行第二次凈化進一步除氣除渣，除氣機轉子轉速控制在350r/min,lS氣流量控制在2m3/h,采用30ppi和50ppi的雙級過濾濾除熔體中的氧化夾雜物；(7)待熔體撒上IOkg無鈉覆蓋劑后20min內，使用Φ 304mm熱頂同水平鑄造；(8)鑄錠在250°C時裝爐，先不點火升溫，開風機運行Ih后再點火升溫，加熱升溫 速度90°C /h，均質溫度485±5°C，保溫8h，然后放入冷卻爐冷卻，冷卻速度要> 100°C /h,冷卻到室溫后出爐；(9)之后，選用40MN擠壓機擠壓，鑄錠加熱溫度500°C，擠壓模具溫度450°C，擠壓溫度 480°C，擠壓速度 3. 1-3. 2m/min ；(10)之后對型材在線淬火，淬火溫度為350°C _550°C，擠壓型材的出模口溫度不得低于480°C，采用強風冷卻；(11)之后將型材用200T拉伸機拉直，變形量為1% _3%，校直后的型材經檢驗合格后，按要求尺寸切成成品后，再進行雙級時效即100°c保溫8h升溫至145°C再保溫llh。本專利技術用于汽車保險杠的鋁合金型材生產工藝，其中所述步驟(2)中Zn錠分三批用加料鏟分數的加入爐內，加入一批待Zn熔化后，用永磁攪拌器攪拌lOmin，正反轉各攪拌5min,使爐內的化學成分和溫度均勻。本專利技術用于汽車保險杠的鋁合金型材生產工藝，其中所述步驟(4)從倒爐到鑄造，熔體在靜置爐內停留時間不得超過lh。采用上述方案后，本專利技術用于汽車保險杠的鋁合金型材生產工藝，通過控制合金Zn的質量百分含量為6. 50% -6. 70% ,Mg為I. 20% -I. 30%，在合金中，Zn、Mg共存時形成了一系列的新相α相(Mg5A18)、η相(MgZn2)、T相(A12Mg3Zn)，其中η相和在Al中有較高的溶解度和明顯的溫度關系，故該合金有強烈的時效硬化效應，通過控制Cu的質量百分含量在O. 20% -O. 22%，提高合金的耐應力腐蝕、抗拉強度和塑性，通過控制Zr的質量百分比為O. 15% -O. 16%，不僅能夠顯著地提高合金的焊接性能，還能急劇的提高合金的再結晶終了溫度和耐應力腐蝕性能，通過控制Mn的質量百分含量小于O. 04%,Cr小于O. 04%故對合金的斷裂性不會帶來不良影響，將Fe的質量百分含量控制在O. 16% -O. 17%，其與合金中的Si元素形成FeAlSi化合物，使Mg2Si脆性相在晶界和枝晶界呈不連續狀態存在，從而降低合金的熱裂紋傾向，通過控制Si的質量百分含量在O. 10%，消除了合金中產生羽毛晶的內在原因，控制熔煉溫度不超過760°C，加強熔體的攪拌，控制熔體在爐內停留時間不超過2h，增加Al-Ti-B絲的添加量，將Ti成分控制在O. 03%-O. 04%，消除了羽毛晶產生的外在條件；在熔煉過程中通過永磁攪拌器攪拌，倒爐時邊攪拌邊倒爐，在靜置爐中，加強攪拌縮短熔體在爐內停留的時間，有效防止Zn、Zr的比重偏析；熔體采取二次凈化和雙級過濾工藝措施對保證鑄淀的內部純潔度，有效提聞制品的性能；熱頂鑄造可以提聞鑄淀的內、外部質量，為制品組織和性能的提高奠定了基礎條件；在線淬火采用強風冷卻，使冷卻速度達到200°C /min以上對提高制品的固溶程度，保證制品力學性能是至關重要的；根據制品的使用特性要求，采用了雙級時效是正確的，即保證了制品具有較高的強度，又保證了制品有足夠的塑性。本專利技術的進一步有益效果是在步驟(2)中Zn錠分三批用加料鏟分數的加入爐內，加入一批待Zn熔化后，用永磁攪拌器攪拌lOmin，正反轉各攪拌5min，使爐內的化學成分和溫度均勻，更為有效防止Zn、Zr的比重偏析。 本專利技術的進一步有益效果是步驟(4)從倒爐到鑄造，熔體在靜置爐內停留時間不得超過lh，這樣操作進一步消除了羽毛晶產生的外在條件。說明書附I為本專利技術的均火鑄錠邊部高倍組織X 200圖；圖2為本專利技術的均火鑄錠半徑1/2處高倍組織X 200圖；圖3為本專利技術的均火鑄錠中心部位高倍組本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于汽車保險杠的鋁合金型材生產工藝，其特征在于：包括以下步驟：(1)先配料：合金的基體選用99.85牌號的鋁錠，Mg、Zn元素以純金屬的形式加入，考慮Cu、Cr、Ti、Zr元素熔點較高，且在合金中含量較低，故以中間合金的形式加入；(2)之后采用25噸蓄熱式燃氣爐熔煉，熔煉溫度不宜過高，為750±5℃；(3)在熔煉過程中，取樣分析調整完化學成分和溫度后即要抓緊倒爐，Si的質量百分含量控制在0.10％，Fe的質量百分含量控制在0.16％?0.17％，Mg的質量百分含量控制在1.20％?1.30％，Mn的質量百分含量控制在＜0.04％，Cu的質量百分含量控制在0.20％?0.22％，Cr的質量百分含量控制在＜0.04％，Zn的質量百分含量控制在6.50％?6.70％，Zr的質量百分含量控制在0.15％?0.16％，非檢測雜質單個質量百分含量控制在0.05％，總和控制在0.10％，盡量縮短熔體在爐內停留的時間，倒入靜置爐時對爐內熔體邊倒爐邊用永磁攪拌器對爐內的熔體進行攪拌，倒爐時要保持熔體平穩流動，不得有沖擊翻滾現象；(4)倒入靜置爐后在750℃以上的條件下，用氬氣噴吹無鈉精煉劑進行精煉，精煉劑用量1.5kg/t，精煉時間為10min以上，扒凈熔體表面的浮渣，向熔體表面均勻的撒上10kg無鈉覆蓋劑；(5)在線添加Al?Ti?B絲，添加量為800mm/min，最終使合金達到Ti的質量百分含量為0.03％?0.04％(6)為進一步提高熔體的純潔度，用除氣機進行第二次凈化進一步除氣除渣，除氣機轉子轉速控制在350r/min，氬氣流量控制在2m3/h，采用30ppi和50ppi的雙級過濾濾除熔體中的氧化夾雜物；(7)待熔體撒上10kg無鈉覆蓋劑后20min內，使用Φ304mm熱頂同水平鑄造；(8)鑄錠在250℃時裝爐，先不點火升溫，開風機運行1h后再點火升溫，加熱升溫速度90℃/h，均質溫度485±5℃，保溫8h，然后放入冷卻爐冷卻，冷卻速度要＞100℃/h，冷卻到室溫后出爐；(9)之后，選用40MN擠壓機擠壓，鑄錠加熱溫度500℃，擠壓模具溫度450℃，擠壓溫度480℃，擠壓速度3.1?3.2m/min；(10)之后對型材在線淬火，淬火溫度為350℃?550℃，擠壓型材的出模口溫度不得低于480℃，采用強風冷卻；(11)之后將型材用200T拉伸機拉直，變形量為1％?3％，校直后的型材經檢驗合格 后，按要求尺寸切成成品后，再進行雙級時效即：100℃保溫8h升溫至145℃再保溫11h。...
【技術特征摘要】
1.一種用于汽車保險杠的鋁合金型材生產工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)先配料合金的基體選用99.85牌號的鋁錠，Mg、Zn元素以純金屬的形式加入，考慮Cu、Cr、Ti、Zr元素熔點較高,且在合金中含量較低,故以中間合金的形式加入； (2)之后采用25噸蓄熱式燃氣爐熔煉，熔煉溫度不宜過高，為750±5°C； (3)在熔煉過程中，取樣分析調整完化學成分和溫度后即要抓緊倒爐，Si的質量百分含量控制在O. 10%, Fe的質量百分含量控制在O. 16% -O. 17%, Mg的質量百分含量控制在1.20% -1.30%, Mn的質量百分含量控制在< O. 04%, Cu的質量百分含量控制在O. 20% -O. 22%, Cr的質量百分含量控制在< 0.04%，Zn的質量百分含量控制在6.50% -6. 70%,Zr的質量百分含量控制在O. 15%-O. 16%，非檢測雜質單個質量百分含量控制在O. 05%，總和控制在O. 10%，盡量縮短熔體在爐內停留的時間，倒入靜置爐時對爐內熔體邊倒爐邊用永磁攪拌器對爐內的熔體進行攪拌，倒爐時要保持熔體平穩流動，不得有沖擊翻滾現象； (4)倒入靜置爐后在750°C以上的條件下，用氬氣噴吹無鈉精煉劑進行精煉，精煉劑用量I. 5kg/t，精煉時間為IOmin以上，扒凈熔體表面的浮渣，向熔體表面均勻的撒上IOkg無鈉覆蓋劑； (5)在線添加Al-Ti-B絲，添加量為800mm/min，最終使合金達到Ti的質量百分含量為O.03% -O. ...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張培良，蘇振佳，王剛，高安江，孫文超，蘇本顯，
申請(專利權)人：叢林集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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