一种用于汽车外饰的铝合金及其制备方法
阅读说明：本技术 一种用于汽车外饰的铝合金及其制备方法 (Aluminum alloy for automobile exterior trim and preparation method thereof ) 是由 罗红来 丁强东 郑达 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明属于铝合金加工技术领域,涉及一种用于汽车外饰的铝合金及其制备方法。本发明通过对铝合金成分的优化,完善铝棒制备工艺,通过制备方法的改进和工艺参数的合理选择,最大程度降低杂质含量,在提高铝合金表面处理后的氧化良率和挤压铝合金的机械性能的同时,使其具有更好的表面质量,大大提高了铝合金铸棒的综合性能。(The invention belongs to the technical field of aluminum alloy processing, and relates to an aluminum alloy for automobile exterior trim and a preparation method thereof. The invention improves the preparation process of the aluminum bar by optimizing the components of the aluminum alloy, reduces the impurity content to the maximum extent by improving the preparation method and reasonably selecting the process parameters, improves the oxidation yield of the aluminum alloy after surface treatment and the mechanical property of the extruded aluminum alloy, simultaneously has better surface quality, and greatly improves the comprehensive performance of the aluminum alloy cast bar.)
技术领域
本发明属于铝合金加工技术领域，涉及一种用于汽车外饰的铝合金及其制备方法。
背景技术
目前在汽车外饰件领域，6401铝合金是目前应用较为广泛的合金，它以镁和硅为主，以Mg2Si为主要强化相，具有中等强度、耐腐蚀性能好、焊接性能好、易挤压成形、氧化着色性能好等特点，适用于汽车行李架、门、窗、车身、散热片以及各种装饰条、装饰件等汽车外饰件。
铝合金原料成分的选择对后续弯曲造型稳定、表面处理后外观表面质量、耐腐蚀性能、耐磨性能、力学性能都具有重要的影响，但是现有6401铝合金材料经过表面处理后因原料成分导致的各种缺陷率大约2％左右。依然存在成本高，氧化合格率低，严重影响着产品的交付进度和企业的经济效益。
所以为了给后道工序降低工作难度减少成本,提出一种提高铝合金在表面处理后的氧化良率，提高挤压铝合金型材的机械性能，同时更好的满足表面处理要求的铝合金型材具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种用于汽车外饰的铝合金及其制备方法，在提高铝合金表面处理后的氧化良率和挤压铝合金的机械性能的同时，具有更好的表面质量。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于汽车外饰的铝合金，所述铝合金化学成分质量百分比为：0.4-0.5％的Si、0.015-0.025％的Fe、0.05-0.08％的Cu、0-0.01％的Mn、0.51-0.56％的Mg、0-0.005％的Cr、0-0.005％的Ni、0-0.01％的Zn、0.005-0.014％的Ti，余量为Al及不可避免的杂质。
作为优选，所述铝合金化学成分质量百分比为：0.4-0.45％的Si、0.015-0.020％的Fe、0.05-0.06％的Cu、0-0.01％的Mn、0.52-0.55％的Mg、0-0.005％的Cr、0-0.005％的Ni、0-0.01％的Zn、0.005-0.01％的Ti，余量为Al及不可避免的杂质。
作为优选，所述铝合金化学成分质量百分比为：0.42％的Si、0.018％的Fe、0.055％的Cu、0.008％的Mn、0.53的Mg、0.001％的Cr、0.003％的Ni、0.006％的Zn、0.006％的Ti，余量为Al及不可避免的杂质。
本发明铝合金中Mg、Si含量过高会影响材料光泽，使得铝合金强度过高高，影响后续加工；Mg、Si含量过低，则易造成铝合金强度不足。
控制Fe含量是因为Fe含量过高会导致铝合金阳极氧化处理后光泽低，同时力学性能下降；如果Fe含量过低，则铝合金阳极氧化处理后光泽高，同时成本也较高。
在本发明中Zn含量不宜过高，Zn含量超标会造成铝合金氧化后表面有光亮点。其中Mn、Cr、Ni等成分少量加入会消除Fe元素的不利影响，加入过量会导致铝合金阳极氧化处理后光泽异常。Cu元素固溶到Al基体中，会提高铝合金强度，同时改变铝合金阳极氧化处理后的颜色。Ti元素起到细化晶粒的作用，但加入过多的Ti会导致材料阳极氧化处理后光泽、颜色异常，同时成本也较高。
在上述的一种用于汽车外饰的铝合金中，所述铝合金化学成分中Mg和Si的质量比为1.2-1.5。本发明之所以需要控制Mg和Si的质量比，是因为Mg/Si控制在1.2-1.5时，会有过剩的Si存在，过剩Si的存在会使得铝合金整体具有良好的加工性能。
一种上述用于汽车外饰的铝合金制备方法，所述方法包括如下步骤：
S1：按照上述铝合金化学成分配置原料；
S2：先将精铝锭至于熔炼炉中加热至740-750℃熔化成铝液，加入剩余金属原料；
S3：在熔炼炉合金液中加精炼剂进行精炼，并进行扒渣处理；
S4：再次在熔炼炉合金液中加精炼剂通入氩气进行精炼；
S5：铝液先经40-60ppi的板式过滤器过滤，再经管式过滤器过滤；
S6：将铝液引入结晶器进行铸造获得铝合金铸棒。
本发明通过两次精炼，再经过扒渣处理可以除去粒径较大的铝渣，但是依然有小粒径的铝渣存在铝液中影响铝合金的最终性能，本发明通过板式过滤器和管试过滤器过滤铝液，最大程度上减少了铝液中铝渣的含量，使得铝渣对最终铝合金成品的影响降到最低。
在上述一种用于汽车外饰的铝合金制备方法中，所述精炼剂为MgCl2和KCl的混合物。
在上述一种用于汽车外饰的铝合金制备方法中，所述MgCl2和KCl的质量比为1：(1-2)。
在上述一种用于汽车外饰的铝合金制备方法中，铸造获得铝合金成品还进行风冷降温，降温速度为350-500℃/min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过对铝合金成分的优化，完善铝棒制备工艺，通过制备方法的改进和工艺参数的合理选择，最大程度降低杂质含量，在提高铝合金表面处理后的氧化良率和机械性能的同时，使其具有更好的表面质量，大大提高了铝合金铸棒的综合性能。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1：
S1：配置原料：0.42％的Si、0.018％的Fe、0.055％的Cu、0.008％的Mn、0.53％的Mg、0.001％的Cr、0.003％的Ni、0.006％的Zn、0.006％的Ti，余量为Al及不可避免的杂质；
S2：先将精铝锭至于熔炼炉中加热至750℃熔化成铝液，加入剩余金属原料；
S3：在熔炼炉合金液中加精炼剂进行精炼，并进行扒渣处理；
S4：再次在熔炼炉合金液中加精炼剂通入氩气进行精炼；所述精炼剂为质量比1:1的MgCl2和KCl混合物。
S5：铝液先经40目的板式过滤器过滤，再经管式过滤器过滤；
S6：将铝液引入结晶器进行铸造获得铝合金铸棒，对铝合金铸棒进行风冷降温，降温速度为400℃/min。
实施例2：
S1：配置原料：0.40％的Si、0.015％的Fe、0.05％的Cu、0.52％的Mg、0.005％的Ti，余量为Al及不可避免的杂质；
S2：先将精铝锭至于熔炼炉中加热至750℃熔化成铝液，加入剩余金属原料；
S3：在熔炼炉合金液中加精炼剂进行精炼，并进行扒渣处理；
S4：再次在熔炼炉合金液中加精炼剂通入氩气进行精炼；所述精炼剂为质量比1:2的MgCl2和KCl混合物。
S5：铝液先经60目的板式过滤器过滤，再经管式过滤器过滤；
S6：将铝液引入结晶器进行铸造获得铝合金铸棒，对铝合金铸棒进行风冷降温，降温速度为350℃/min。
实施例3：
S1：配置原料：0.45％的Si、0.02％的Fe、0.06％的Cu、0.01％的Mn、0.55％的Mg、0.005％的Cr、0.005％的Ni、0.01％的Zn、0.01％的Ti，余量为Al及不可避免的杂质；
S2：先将精铝锭至于熔炼炉中加热至750℃熔化成铝液，加入剩余金属原料；
S3：在熔炼炉合金液中加精炼剂进行精炼，并进行扒渣处理；
S4：再次在熔炼炉合金液中加精炼剂通入氩气进行精炼；所述精炼剂为质量比1:1.5的MgCl2和KCl混合物。
S5：铝液先经50目的板式过滤器过滤，再经管式过滤器过滤；
S6：将铝液引入结晶器进行铸造获得铝合金铸棒，对铝合金铸棒进行风冷降温，降温速度为400℃/min。
对比例1：
S1：配置原料：0.38％的Si、0.01％的Fe、0.02％的Cu、0.42％的Mg，余量为Al及不可避免的杂质；
S2：先将精铝锭至于熔炼炉中加热至740℃熔化成铝液，加入剩余金属原料；
S3：在熔炼炉合金液中加精炼剂进行精炼，并进行扒渣处理；
S4：再次在熔炼炉合金液中加精炼剂通入氩气进行精炼；所述精炼剂为质量比1:2的MgCl2和KCl混合物。
S5：铝液先经40目的板式过滤器过滤，再经管式过滤器过滤；
S6：将铝液引入结晶器进行铸造获得铝合金铸棒，对铝合金铸棒进行风冷降温，降温速度为400℃/min。
对比例2：
S1：配置原料：0.65％的Si、0.038％的Fe、0.12％的Cu、0.08％的Mn、0.80％的Mg、0.012％的Cr、0.06％的Ni、0.013％的Zn、0.08％的Ti，余量为Al及不可避免的杂质；
S2：先将精铝锭至于熔炼炉中加热至740℃熔化成铝液，加入剩余金属原料；
S3：在熔炼炉合金液中加精炼剂进行精炼，并进行扒渣处理；
S4：再次在熔炼炉合金液中加精炼剂通入氩气进行精炼；所述精炼剂为质量比1:1的MgCl2和KCl混合物。
S5：铝液先经40目的板式过滤器过滤，再经管式过滤器过滤；
S6：将铝液引入结晶器进行铸造获得铝合金铸棒，对铝合金铸棒进行风冷降温，降温速度为500℃/min。
表1：实施例1-3、对比例1-2制得的铝合金性能的比较
综上所述，本发明通过对铝合金成分的优化，降低杂质，完善铝棒制备工艺，通过制备方法的改进和工艺参数的合理选择，在提高铝合金表面处理后的氧化良率和挤压铝合金的机械性能的同时，具有更好的表面质量，大大提高了铝合金铸棒的综合性能。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
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