如何生产出适合新能源汽车使用的6082铝合金型材？

创业 2025-02-06 10:20 重庆

导读：汽车轻量化是全球汽车产业共同追求的目标，提高铝合金材料在汽车零部件生产中的用量是现代新型汽车发展的方向6082铝合金是可热处理，强化铝合金，具有中等强度、优良的成形性、焊接性、耐疲劳和耐腐蚀等好的综合性能。该合金可挤压成管材、棒材和型材，广泛应用在汽车零部件、焊接结构件、交通运输和建筑业中。

目前，国内在新能源汽车用6082铝合金的组织和性能等方面的研究较少，因此本试验研究6082铝合金元素含量区间、挤压工艺参数、淬火方式等对合金型材各项性能和微观组织的影响，进而优化合金成分和工艺参数，以便生产出适合新能源汽车使用的6082铝合金材料。

1 试验材料和方法

试验工艺流程：合金成分配比-熔铸铸锭-铸锭均匀化-铸锭锯切坯料-挤压型材-型材在线淬火-人工时效-制备检测用试样。

1.1 铸锭制备

在国际6082铝合金成分范围内，选取控制较窄成分区间的三种成分，分别标记为6082-/6082"、6082-Z，并规定Si元素含量相同；Mg元素含量，y的>%的=Z的；Mn元素含量，X的＞Y的＞Z的；Cr、Ti元素含量，X的＞Y的=Z的。具体合金成分目标值如表1所示。采用半连续水冷铸造方法铸造铸锭，进行均匀化处理，三种铸锭均采用生产厂内较为成熟的均匀化制度560 °C\2 h、水雾冷却。

1.2 挤压型材

对挤压工艺参数适当调整，主要是调整锭坯加热温度、淬火冷却速度等。挤压型材横截面见图1。挤压工艺参数见表2。挤压型材成型情况见图2。

由表2、图2可以看出，使用6082-F合金锭坯挤压的型材内筋出现开裂；6082-Z合金锭坯挤压的型材拉伸后表面岀现轻微橘皮现象；当6082-X合金锭坯挤压的型材采用快速冷却时尺寸不合格、出现角度超差，采用水雾+穿水的冷却方式时产品外观质量较好。

2 检测结果及分析

利用瑞士ARL直读光谱仪检测三种成分区间的6082铝合金型材的具体化学成分见表3。

2.2 性能检测

为了对比，列举不同淬火方式、相同挤压参数和时效制度的三种成分区间合金型材的性能。

2.2.1 力学性能

采用175 °C 8h人工时效后，沿型材挤压方向切取标准试样，使用岛津AG-X100型电子万能试验机进行拉伸试验。不同成分和淬火方式的挤压型材人工时效后的力学性能如表4所示。

由表4可看出，所有型材的力学性能均超过国家标准值。使用6082-Z铝合金锭坯生产的型材，断后伸长率偏低；使用6082-7铝合金锭坯生产的型材力学性能最高；6082-X铝合金型材因固溶方式不同，直接水冷的淬火方式性能较高。

2.2.2 弯曲性能检测

使用电子万能试验机，对样品进行三点弯曲试验,弯曲结果如图3所示。由图3可看出，使用6082-Z铝合金锭坯生产的产品，表面橘皮现象严重且在弯曲样品背面出现开裂现象；而采用6082-X铝合金锭坯生产的产品，三点弯曲效果较好且表面光滑无橘皮现象，仅在弯曲背面几何条件受限的位置出现短小裂纹。

2.2.3 高倍检测

采用蔡司AX10型光学显微镜对样品进行光学显微组织观察。三种区间合金型材成分的高倍组织检测结果如图4所示。由图4可以看出，使用6082-X棒和6082-K铝合金坯锭生产的产品，晶粒尺寸相差不大，6082-X铝合金的略优于6082-y铝合金的。而使用6082-Z铝合金坯锭生产的产品，晶粒尺寸较大，皮质层较厚，此种特征更易导致型材表面出现橘皮，并减弱金属内部的结合力。

2.3 结果分析

由以上检测结果可知，合金成分区间的设计对挤压型材组织、性能及生产中的成形性影响较大，其中，Mg元素含量增多，通过固溶强化或与其他合金元素形成可溶解的金属间化合物，进而提高合金的强度，同时塑性降低，型材在挤压过程中岀现裂纹倾向。Mn.Cr.Ti含量升高，对细化制品晶粒组织有较好的作用，通过提高再结晶温度，抑制再结晶过程，细化再结晶晶粒°F，型材组织的细化对其表面质。量、弯曲及力学性能的提高均有积极影响。

淬火冷却方式对型材的质量影响较大，冷却强度过低，型材淬火不充分，导致型材力学性能降低；冷却强度过高，导致内应力聚集变形，产品外形不合格T5-61o故宜采用先水雾后穿水的冷却淬火方式，提前预冷却，适当降低淬火冷却强度，在保证产品综合力学性能的同时，又保证了产品的外形质量和尺寸精度。

3 结论

1）Mg元素对6082铝合金力学性能有显著影响，Mg含量增加，合金塑性降低，导致挤压过程出现裂纹倾向。

2）Mn、Cr、Ti对细化组织有较好的作用，进而对挤压品表面质量及弯曲性能有好的影响。

3）不同淬火冷却强度对6082铝合金型材的性能有明显影响，对于汽车用6082铝合金挤压型材采用在线先水雾冷后穿水冷的方式，能够得到较好的力学性能，且保证型材外形和尺寸合格。来源-铝加工

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