阅读说明：本技术 一种汽车门槛梁用铝合金及汽车门槛梁加工方法 (Aluminum alloy for automobile doorsill beam and automobile doorsill beam machining method ) 是由 罗世兵 张兴状 于 2021-06-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种汽车门槛梁用铝合金及汽车门槛梁加工方法,本发明汽车门槛梁用铝合金各组分的重量百分比为：Si：0.77-0.80％,Fe：≤0.25％,Cu：0.05-0.08％,Mn：0.52-0.55％,Mg：0.62-0.65％,Cr：0.06-0.09％,Zn：≤0.10％,Ti：≤0.10％,余量Al。本发明门槛梁加工方法采用前述铝合金。本发明铝合金抗拉强度Rm≥300MPa,屈服强度RP0.2≥270MPa,延伸率A≥12％,符合生产门槛梁的铝合金材料要求,且本发明挤压门槛梁可持续挤压＞14H无颗粒析出拉伤等硬质合金挤压缺陷,可降低同挤压设备同模具的挤压抗力即突破压力20Mpa,可提高单幅挤压模具寿命至有效产出型材＞40T。(The invention discloses an aluminum alloy for an automobile threshold beam and a processing method of the automobile threshold beam, wherein the aluminum alloy for the automobile threshold beam comprises the following components in percentage by weight: si: 0.77-0.80%, Fe: less than or equal to 0.25 percent, Cu: 0.05 to 0.08%, Mn: 0.52-0.55%, Mg: 0.62-0.65%, Cr: 0.06-0.09%, Zn: less than or equal to 0.10 percent, Ti: less than or equal to 0.10 percent and the balance of Al. The threshold beam processing method adopts the aluminum alloy. The tensile strength Rm of the aluminum alloy is more than or equal to 300MPa, the yield strength RP0.2 is more than or equal to 270MPa, the elongation A is more than or equal to 12 percent, the requirements of the aluminum alloy material for producing the threshold beam are met, the threshold beam can be extruded continuously for more than 14H, the defects of hard alloy extrusion such as granule separation and strain are avoided, the extrusion resistance of the same extrusion equipment and the same die, namely the breakthrough pressure is 20MPa, and the service life of a single-width extrusion die can be prolonged until the section bar is effectively produced for more than 40T.)

一种汽车门槛梁用铝合金及汽车门槛梁加工方法

技术领域

本发明涉及一种汽车门槛梁用铝合金及汽车门槛梁加工方法。

背景技术

在汽车车身结构中，门槛梁除了用于提高车门门框的承受踩踏的强度以外，其传递正面和侧面碰撞力的作用也非常重要。门槛梁在汽车侧面碰撞过程中的吸能特性与车身安全性有着重要关系，同时也对整车的结构强度、刚度有着重要的影响。此外，为了降低汽车侧面碰撞过程中的侵入量以保障乘员安全，通常将门槛梁设计成从汽车A柱下段到C柱下段的整体结构，同时采用较大厚度的冷冲压高强度钢材料，使得该结构门槛梁重量较大，与目前的汽车轻量化趋势相背离，故采用高强度铝合金成主要趋势。

目前的用于生产门槛梁的铝合金材料，需要满足Rm≥300MPa，RP0.2≥270MPa，A50≥12％的条件，此条件下的硬质合金在挤压过程中容易出现的颗粒析出、毛糙、拉伤、拉裂等缺陷，对挤压模具伤在害性大，可持续性挤压性能差，导致需要频繁更换模具，影响生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可持续挤压性能好的汽车门槛梁用铝合金，以及提供一种采用前述铝合金的汽车门槛梁加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明汽车门槛梁用铝合金各组分的重量百分比为：Si：0.77-0.80％，Fe：≤0.25％，Cu：0.05-0.08％，Mn：0.52-0.55％，Mg：0.62-0.65％，Cr：0.06-0.09％，Zn：≤0.10％，Ti：≤0.10％，余量Al。

优选的，各组分的重量百分比为：Si：0.77-0.80％，Fe：≤0.15，Cu：0.05-0.07％，Mn：0.52-0.53％，Mg：0.62-0.64％，Cr：0.07-0.08％，Zn：≤0.03％，Ti：≤0.04％，余量Al。

优选的，各组分配的重量百分比为Si：0.774％，Fe：0.146％，Cu：0.053％，Mn：0.529％，Mg：0.637％，Cr：0.072％，Zn：0.022％，Ti：0.031％，余量Al。

优选的，各组分配的重量百分比为Si：0.793％，Fe：0.121％，Cu：0.061％，Mn：0.528％，Mg：0.632％，Cr：0.072％，Zn：0.013％，Ti：0.030％，余量Al。

优选的，各组分配的重量百分比为Si：0.790％，Fe：0.127％，Cu：0.065％，Mn：0.523％，Mg：0.626％，Cr：0.074％，Zn：0.011％，Ti：0.029％，余量Al。

本发明汽车门槛梁加工方法，采用前述任何一项所述的汽车门槛梁用铝合金浇铸成的铝棒；使用3600T挤压机挤压铝棒成型汽车门槛梁型材并制成汽车门槛梁制品，铝棒直径φ268mm，模具温度：470±10℃，挤压筒温度：440±10℃，挤压筒内径φ276mm，出料速度：2.5m/min，铝棒温度：490±10℃，挤压筒长度1450mm，在线淬火：挤压后的铝合金型材在淬火装置中使用强风冷却，冷却风机前区采用110Kw后区75Kw辅助冷却，风机频率开至＞45Hz，淬火前铝合金型材温度为535-560℃，淬火后铝合金型材的温度＜90℃。

优选的，包括如下步骤：A、在熔炼6082铝合金中，添加适当镁硅合金控制铝合金中元素占比，添加时铝液温度750℃；B、铝棒浇铸时采用两级过滤板过滤，一级过滤为40目，二级过滤为60目；C、使用油压铸造机与浇铸盘浇铸，其中结晶器冷却使用水幕式的冷却方式，铸造过程需连续进行；D、浇铸后的铝棒均匀化退火采用570℃氛围温度持续保温10H；E、铝棒挤压成型，制成门槛梁制品；F、将汽车门槛梁制品使用180℃氛围温度持续保温7h进行人工时效。

优选的，所述的步骤D中采用水冷冷却进行均匀化退火。

本发明的有益效果是：本发明铝合金抗拉强度Rm≥300MPa，屈服强度RP0.2≥270MPa，延伸率A≥12％，符合生产门槛梁的铝合金材料要求，且本发明挤压门槛梁可持续挤压＞14H无颗粒析出拉伤等硬质合金挤压缺陷，可降低同挤压设备同模具的挤压抗力即突破压力20Mpa，可提高单幅挤压模具寿命至有效产出型材＞40T。

附图说明

图1是汽车门槛梁截面图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。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。

依下述步骤加工汽车铝合金门槛梁：

1.在熔炼6082合金中，添加适当镁硅合金控制铝合金中元素占比，添加时铝液温度750℃，表1为对照组及调整后的各成分占比；

表1

2.铝棒浇铸时采用双级过滤，一级过滤为40目，二级过滤为60目；

3.使用的油压铸造机与浇铸盘浇铸，其中结晶器冷却使用水幕式的冷却方式，铸造过程需连续进行，铸出6米长棒；

4.浇铸后的铝棒均匀化退火采用570℃氛围温度持续保温10H；

5.铝棒检测，符合表1控制要求；

6.将6米长铝棒切除头尾工艺废料，得到多段长度1400mm的挤压使用的短棒；7.用该铝棒使用3600T挤压机制成门槛梁制品(如图1所示)；铝棒直径φ268mm，模具温度：470±10℃，挤压筒温度：440±10℃，挤压筒内径φ276mm，出料速度：2.5m/min，铝棒温度：490±10℃，挤压筒长度1450mm，在线淬火：挤压后的铝合金型材在淬火装置中进行强风冷却，淬火前铝合金型材温度为535-560℃，淬火后铝合金型材的温度＜90℃。提高铝棒挤压前的温度以提高金属材料流动性提高可挤压性，控制出口温度范围535-560℃，冷却风机前区采用110Kw后区75Kw辅助冷却，风机频率开至＞45Hz以提高冷却速率。

8.切除工艺头尾2500mm(为进淬火区域)，留取两端及中间300mm性能样段，采用180℃/7h人工时效，使用万能拉力实验机验证测试材料力学性能。经检测对照组及6个实施例均达到铝合金门槛梁的标准要求：抗拉强度Rm≥300MPa，屈服强度RP0.2≥270MPa，延伸率A≥12％。而压机突破压力、最长持续挤出时间有较大区别。

表3为对照组的挤压与上述6种组成分挤压生产的铝合金型材所使用同一模具生产时的抗力及最长持续挤出时间对比情况；

表2

表3为对照组的挤压模具寿命与上述6种组成分生产挤压模具寿命对比情况，其中模具设计方案统一；

表3

根据表2可知，使用本发明挤压的门槛梁挤压抗性小，其挤压突破压力仅为243-248Mpa，而对照组生产的门槛梁产品挤压抗性大，突破压力265Mpa，本发明相对对照组减少20Mpa左右。根据表2中单幅模具持续挤出无颗粒析出或颗粒拉伤，由对照组的单幅模具持续挤压8H，提升至单幅模具持续挤压14-16H。根据表4数据可知，由于原材料挤压抗性的减少，对挤压模具本身的损伤明显减少，对照组即调整铝棒中间合金成分之前寿命在25-26T之间，调整铝棒成分后单幅模具寿命在39-41T之间，明显提高了挤压模具寿命。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。