一种高性能低碳再生铝挤压型材及其制备方法

1.本发明涉及再生铝合金挤压型材技术领域，具体为一种高性能低碳再生铝挤压型材及其制备方法。


背景技术：

2.目前，各国都在大力发展和推广新能源汽车、光伏发电设备等。以新能源汽车为例，近年来产销量获得快速提高，整体实力明显提升，有力推动了汽车使用阶段碳排放的降低。随着节能与新能源汽车的快速发展，轻量化铝合金结构件的应用对于提升汽车产品性能与竞争力起到了越发重要的作用，然而结构件对于材料性能要求严格，必须采用电解铝来进行熔炼及后续加工，导致零部件及整车原材料获取阶段高的碳排放，显露出与节能减排的总体目标相悖的突出问题，亟需通过技术创新推动铝材料和汽车产品的低碳化发展。
3.铝及其合金的产量与用量位居有色金属之首，仅次于钢铁，在汽车、船舶和航空航天等领域有着广泛的应用。电解法生产原铝的弊端在于能源消耗高，环境污染大。同原生铝相比，生产1.0吨再生铝能耗仅为原生铝的5.0％，相当于节约3443kg标准煤，节水22m3，减少固体废物排放20吨。截至目前，包括戴姆勒、大众、宝马、沃尔沃、日产在内的车陆续后公布了各自的“减碳”目标，再生铝材料的应用是其达成“减碳”目标的重要途径之一。
4.制备高品质再生铝关键技术是回收铝中不可避免的相对高含量的铁元素控制，铁杂质的含量和废铝的使用比例成正比。铁杂质在铝合金中一般以粗大针状脆性金属间化合物的形式存在，严重影响铝合金的各项性能。同时增加了铸棒在高速挤压时表面开裂的风险，限制了挤压速度和复杂挤压截面的成型难度。
5.cn 114231800 a公开了一种高性能低碳铝合金与制备方法，合金化学成分按质量百分比计为：si：6.0～8.0％，cu：3.0～5.0％，mg：0.2～0.6％，fe≤0.8％，mn：0.3～0.6％， ti：0.02～0.04％，la：0.05～0.15％，余量为al和不可避免的杂质。合金使用la进行变质处理。最终铸件的屈服强度达到400mpa以上，抗拉强度达到430mpa以上，延伸率达到4％以上。但稀土元素镧的加入，使得合金整体成本变高，且合金的强塑积较低。
6.cn 112280985 a公开了一种采用回收铝制造高强韧铝合金的方法，合金化学成分按质量百分比计为：mg 0.1～0.9％、si 7.0～11.5％、mn≤0.85％、ti≤0.25％、zr≤0.25％、 cr≤0.25％、v≤0.25％、sc≤0.25％、cu≤0.15％、fe≤0.15％、sr≤0.06％，其他元素单个含量≤0.05％，其他元素总含量≤0.15％。合金采用旧车轮为主要原材料，忽略了回收铝的另一主要来源易拉罐。该发明合金体系中，对铁的包容能力较弱，仅为0.15％。
7.cn 114231771 a公开了一种利用再生铝制备的高性能铝合金及制备方法，制备的高性能铝合金，按重量百分比计，包括：镁1.5～2.0％、铜1.5～2.0％、硅0.08～1.2％、锰 0.2～0.3％、铁0.5～1.5％、钛0.02～0.04％、钼0.05～0.08％、钨0.03～0.05％、钙0.01～0.02％、余量为铝和不可避免的杂质。合金采用废弃易拉罐为主要生产原材料，导致合金中的fe 含量较高，该专利文献采取增加除铁工艺步骤的方法降低铁含量，增加了工艺难度，提高了生产成本。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是提供一种高性能低碳再生铝挤压型材及其制备方法，克服现有技术的不足，能够使用更高比例不同类型的回收铝进行再生铝挤压型材的生产，提高合金的力学性能，能够满足新能源汽车结构件制造与应用的性能要求。
9.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
10.一种高性能低碳再生铝挤压型材，以质量百分比计，铸件成分包括：si 0.55～0.85％、 mg 0.5～0.75％、cu 0.1～0.5％、fe 0.2～0.4％、cr 0.1～0.2％、mn 0.2～0.55％、ti≤0.1％、zn≤0.2％， mo、v和zr三种元素总含量在0.05～0.15％之间，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％。
11.优选地以质量百分比计，铸件成分包括：si 0.6～0.75％、mg 0.5～0.65％、cu 0.1～0.3％、 fe 0.2～0.4％、cr 0.1～0.2％、mn 0.4～0.55％、ti≤0.1％、zn≤0.1％，mo、v和zr三种元素总含量在0.05～0.15％之间，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％，原材料中回收铝的使用比例不低于70％。
12.优选地，所述高性能低碳再生铝挤压型材由部分再结晶组织构成，且包含大量弥散分布的纤维状金属间化合物。
13.优选地，所述的金属间化合物主要为两种粒状析出相：一种是almncrfesi相；另一种是almsi相，且m为fe、mo、v和zr中的至少一种元素。
14.第二方面提供一种高性能低碳再生铝挤压型材的制备方法，包括：
15.步骤一：合金熔炼。将熔炉温度升高至不低于700℃，将回收铝、包含所需元素的中间合金以及少量纯铝分批投入到炉内熔化，待熔化完全后，经精炼除气后，得到初炼铝熔体；
16.步骤二：合金精炼。对铝熔体进行采样分析，补加金属元素或者中间合金调整铝熔体至铝合金的目标成分，精炼除气后，得到所需目标成分的精炼合金熔体；
17.步骤三：棒材铸造。对步骤二获得的精炼溶体，采用半连续铸造法制备目标成分的铝合金棒材；
18.步骤四：均质化处理。对步骤三所得半连续铸造棒材进行一步均质化或两步均质化处理，均质化处理温度500～580℃；
19.步骤五：挤压成型。对步骤四所得均质化处理后的棒材进行挤压加工，合金的挤压预热温度不低于480℃，挤压出口温度在530～560℃之间；
20.步骤六：时效处理。对步骤五挤压型材进行时效处理，时效温度在120～195℃之间，时效时间2.0～10.0h。
21.优选地，步骤一及步骤二使用回收铝的质量百分数≥70％，其中6xxx系废铝质量百分数≥20％、易拉罐废铝的质量百分数≥30％；步骤四采用一步均质化处理，温度 530～550℃保温2.0～5.0h。
22.优选地，步骤四采用两步均质化处理，首先在500～520℃保温2.0～5.0h，然后在 560～580℃保温1.0～2.0h。
23.优选地，步骤五中合金的挤压预热温度不低于500℃，挤压出口温度在540～550℃之间，挤压比≥15，压头挤压速度在2.0～6.0mm/s之间。
24.优选地，步骤六的时效处理为二步时效热处理，时效温度在150～190℃之间，单步
时效处理时间不超过3.0h。
25.优选地，所制备的再生铝挤压型材在挤出方向上的拉伸屈服强度不低于280mpa；合金在垂直挤出方向上进行的折弯测试得到的2mm等效弯曲角不低于80
°
。
26.优选地，所制备的再生挤压铝型材用于光伏发电设备及新能源电动汽车零部件。
27.优选地，所制备的再生挤压铝型材用于新能源电动汽车的防撞梁、门槛梁、地板横梁和水箱上横梁等部件。
28.6xxx系废铝主要合金成分为al、mg、si。
29.微量的fe在铝合金均质化处理过程中会和al、mn、cr、si元素结合析出纳米级别细小弥散的almncrfesi弥散相颗粒，在后续挤压成型过程中钉扎住移动的位错和亚晶界，抑制完全再结晶组织的形成。而随着fe含量的增加，纳米级的弥散相颗粒会继续长大成为微米级别的粗大针状脆性富铁相。粗大针状富铁相在对合金力学性能造成不利影响的同时，还会消耗合金体系中的si元素，减少了合金体系中mg2si增强体的数量，削弱了 mg2si颗粒的固溶时效强化效果。发明人发现向合金体系中添加少量的mo、v和zr不仅能够使粗大针状的富铁相向短杆和细小颗粒状转变，且能够在时效处理过程中形成新的 almsi弥散相颗粒(m为fe、mo、v和zr中的至少一种元素)，起到析出强化的作用，弥补fe含量增加带来的力学性能损失，使合金具备良好的拉伸性能。
30.此外，发明人还发现当mn的成分区间在0.45～0.55％，cr的成分区间在0.1～0.15％时，向合金中添加一定量的mo，v和zr，能够使得挤压后的显微组织呈现部分再结晶的形态。其中未再结晶的晶粒中存在大量的由挤压变形诱发的亚晶界与位错。大量的位错能加速 mo、zr和v的扩散速度，使得这三种元素固溶在铝基体中的原子在挤压过程中加速扩散到形成的亚晶界上，降低亚晶界的能量，提高亚晶界的抗断裂能力，从而改善材料的折弯性能。经实验验证mo、v和zr的添加比例控制低于0.05％时，均质化热处理时固溶在铝基体中的原子含量偏低。而当mo、v和zr的添加比例超过0.15％后，这三种元素倾向于与铝原子结合形成粗大的金属间化合物，并不会增加固溶在铝基体中的原子含量比例。综上所述，当将mo，v和zr的添加比例控制在0.05～0.15％区间时，合金材料的折弯性能最佳。
31.除此之外，两步均质化处理对于增加mo，v和zr在铝基体中的固溶度是必不可少的。先在500～520℃之间进行一步均质化处理将低熔点共晶产物溶解后，有利于在第二步均质化处理中将温度提升到560～580℃之间，这样可以确保足够的mo，v和zr原子溶入铝基体中。挤压加工前对合金进行预热，预热温度不低于500℃，挤压出口温度在 530～560℃之间，挤压比≥15，压头挤压速度在2.0～6.0mm/s之间。在该挤压工艺参数下，获得产品中富铁相的尺寸更加细小，形貌上更加圆润，各种弥散强化相的分布也最为均匀，能够实现不损失拉伸性能的条件下，显著改善材料的折弯性能。
32.本发明与现有技术相比较，本发明的上述技术方案的有益效果如下：
33.1.该发明提供的再生铝挤压型材的制备方法符合绿色环保、节能减排的发展理念，在降低生产成本的同时，缓解了国内铝矿资源紧缺的问题。
34.2.该发明提供的合金成分体系中对杂质元素fe的包容性更好，允许使用更高比例不同类型的回收废铝作为生产原材料。
35.3.该发明制备的再生铝挤压型材在具备良好拉伸性能的同时，具有优异的抗折弯性能，可用于新能源汽车典型零部件的制作加工。
附图说明
36.图1示出根据本发明的再生铝挤压型材制备方法工艺流程图；
37.图2示出根据本发明的再生铝挤压型制备流程时间与温度变化曲线图；
38.图3示出实例1再生铝挤压型材sem显微组织图；
39.图4示出实例2再生铝挤压型材sem显微组织图；
40.图5示出实例1和实例2的工程应力应变曲线。
具体实施方式
41.本发明制备的高性能低碳再生铝挤压型材以回收6xxx系废铝和回收易拉罐为主要原材料，6xxx系废铝主要合金成分为al、mg、si，高性能低碳再生铝挤压型材制备方法为：将回收6xxx系废铝和回收易拉罐放入熔炼炉内，将熔炉温度升高至不低于700℃，待回收铝熔化完全后，经过精炼除气后，得到初炼熔体；对铝熔体进行采样分析，根据目标铝合金的成分配方计算需要添加的元素量，然后将需要补加的金属元素加入到铝熔体内，二次精炼除气后，得到精炼熔体；采用半连续铸造法制备获得目标成分铝合金铸棒；对所得半连续铸造棒材进行均质化处理；对所得均质化处理的棒材进行挤压加工，合金的挤压预热温度在480℃以上，挤压出口温度在530～560℃之间，挤压比≥15，压头挤压速度在 2.0～6.0mm/s之间；挤压后的产品，根据需求可进行一步或多步时效热处理，时效温度在 120～195℃之间。
42.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
43.实施例1
44.一种高性能低碳再生铝挤压型材，其各化学成分质量百分数为：si 0.55％、mg 0.75％、 cu 0.1％、fe 0.3％、cr 0.1％、mn 0.55％、ti 0.1％、zn 0.2％，mo、v和zr三种元素总含量为0.05％，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％，原材料中回收6xxx系废铝和回收易拉罐的使用比例为75％。
45.上述合金的制备方法按照如下步骤：
46.步骤一：合金熔炼。将熔炉温度升高至不低于700℃，将回收铝、包含所需元素的中间合金以及少量纯铝分批投入到炉内熔化，待熔化完全后，经精炼除气后，得到初炼铝熔体；
47.步骤二：合金精炼。对铝熔体进行采样分析，补加金属元素或者中间合金调整铝熔体至铝合金的目标成分，精炼除气后，得到所需目标成分的精炼合金熔体；
48.步骤三：棒材铸造。对步骤二获得的精炼溶体，采用半连续铸造法制备目标成分的铝合金棒材；
49.步骤四，对所得半连续铸造棒材进行一步均质化热处理，均质化温度为530℃，保温 5h；
50.步骤五：挤压成型。对步骤四所得均质化处理后的棒材进行挤压加工，合金的挤压预热温度不低于480℃，挤压出口温度为530℃，压头挤压速度为6.0mm/s；
51.步骤六：时效处理。对步骤五挤压型材进行时效处理，时效温度为120℃，时效时间 10.0h。
52.对所得铝合金进行力学性能测试，其中，拉伸性能于室温下在万能拉伸试验机上
0.61％、 cu 0.29％、fe 0.24％、cr 0.11％、mn 0.4％、ti 0.06％、zn 0.05％，mo、v和zr三种元素总含量为0.13％，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％，原材料中回收6xxx系废铝和回收易拉罐的使用比例为73％。
73.实施例5的制备步骤同实施例1一致，区别之处在于：
74.步骤四，对所得半连续铸造棒材进行一步均质化热处理，均质化温度为545℃，保温 4.0h；
75.步骤五：挤压成型。对步骤四所得均质化处理后的棒材进行挤压加工，挤压出口温度为557℃，压头挤压速度为5.0mm/s；
76.步骤六：时效处理。对步骤五挤压型材进行时效处理，时效温度为174℃，时效时间 4.0h。
77.实施例6
78.一种高性能低碳再生铝挤压型材，其各化学成分质量百分数为：si 0.71％、mg 0.65％、 cu 0.4％、fe 0.32％、cr 0.16％、mn 0.41％、ti 0.07％、zn 0.07％，mo、v和zr三种元素总含量为0.14％，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％，原材料中回收6xxx系废铝和回收易拉罐的使用比例为70％。
79.实施例6的制备步骤同实施例1一致，区别之处在于：
80.步骤四，对所得半连续铸造棒材进行两步均质化热处理，一步均质化温度为500℃，保温5.0h，二步均质化温度为580℃，保温1.0h；
81.步骤五：挤压成型。对步骤四所得均质化处理后的棒材进行挤压加工，挤压出口温度为532℃，压头挤压速度为2.0mm/s；
82.步骤六：时效处理。对步骤五挤压型材进行时效处理，时效温度为127℃，时效时间 2.0h。
83.实施例7
84.一种高性能低碳再生铝挤压型材，其各化学成分质量百分数为：si 0.75％、mg 0.72％、cu 0.28％、fe 0.26％、cr 0.1％、mn 0.25％、ti 0.01％、zn 0.11％，mo、v和zr三种元素总含量为0.1％，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％，原材料中回收6xxx系废铝和回收易拉罐的使用比例为83％。
85.实施例7的制备步骤同实施例1一致，区别之处在于：
86.步骤四，对所得半连续铸造棒材进行两步均质化热处理，一步均质化温度为520℃，保温2.0h，二步均质化温度为560℃，保温2.0h；
87.步骤五：挤压成型。对步骤四所得均质化处理后的棒材进行挤压加工，挤压出口温度为533℃，压头挤压速度为3.0mm/s；
88.步骤六：时效处理。对步骤五挤压型材进行时效处理，时效温度为189℃，时效时间 10.0h。
89.实施例8
90.一种高性能低碳再生铝挤压型材，其各化学成分质量百分数为：si 0.69％、mg 0.67％、 cu 0.48％、fe 0.39％、cr 0.19％、mn 0.44％、ti 0.04％、zn 0.14％，mo、v和zr三种元素总含量为0.08％，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％，原材料中回收6xxx系废铝和回收易拉罐的使用比例为73％。
91.实施例8的制备步骤同实施例1一致，区别之处在于：
92.步骤四，对所得半连续铸造棒材进行两步均质化热处理，一步均质化温度为510℃，保温3.5h，二步均质化温度为570℃，保温1.5h；
93.步骤五：挤压成型。对步骤四所得均质化处理后的棒材进行挤压加工，挤压出口温度为541℃，压头挤压速度为4.0mm/s；
94.步骤六：时效处理。对步骤五挤压型材进行时效处理，时效温度为176℃，时效时间 8.0h。
95.实施例9
96.一种高性能低碳再生铝挤压型材，其各化学成分质量百分数为：si 0.63％、mg 0.55％、 cu 0.24％、fe 0.21％、cr 0.14％、mn 0.35％、ti 0.02％、zn 0.09％，mo、v和zr三种元素总含量为0.07％，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％，原材料中回收6xxx系废铝和回收易拉罐的使用比例为84％。
97.实施例9的制备步骤同实施例1一致，区别之处在于：
98.步骤四，对所得半连续铸造棒材进行两步均质化热处理，一步均质化温度为505℃，保温4.0h，二步均质化温度为575℃，保温1.25h；
99.步骤五：挤压成型。对步骤四所得均质化处理后的棒材进行挤压加工，挤压出口温度为555℃，压头挤压速度为6.0mm/s；
100.步骤六：时效处理。对步骤五挤压型材进行时效处理，时效温度为154℃，时效时间 3.0h。
101.实施例10
102.一种高性能低碳再生铝挤压型材，其各化学成分质量百分数为：si 0.56％、mg 0.63％、 cu 0.21％、fe 0.30％、cr 0.15％、mn 0.27％、ti 0.05％、zn 0.13％，mo、v和zr三种元素总含量为0.11％，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％，原材料中回收6xxx系废铝和回收易拉罐的使用比例为73％。
103.实施例10的制备步骤同实施例1一致，区别之处在于：
104.步骤四，对所得半连续铸造棒材进行两步均质化热处理，一步均质化温度为515℃，保温3.0h，二步均质化温度为565℃，保温1.75h；
105.步骤五：挤压成型。对步骤四所得均质化处理后的棒材进行挤压加工，挤压出口温度为552℃，压头挤压速度为2.0mm/s；
106.步骤六：时效处理。对步骤五挤压型材进行时效处理，时效温度为136℃，时效时间 7.0h。
107.表1：实施例成分表
[0108][0109]
表2：实施例工艺表
[0110][0111]
通过以上实施例，申请人发现微量的fe在铝合金均质化处理过程中会和al、mn、cr、si元素结合析出纳米级别细小弥散的almncrfesi弥散相颗粒，在后续挤压成型过程中钉扎住移动的位错和亚晶界，抑制完全再结晶组织的形成。而随着fe含量的增加，纳米级的弥散相颗粒会继续长大成为微米级别的粗大针状脆性富铁相。粗大针状富铁相在对合金力学性能造成不利影响的同时，还会消耗合金体系中的si元素，减少了合金体系中 mg2si增强体的数量，削弱了mg2si颗粒的固溶时效强化效果。发明人发现向合金体系中添加少量的mo、v和zr不仅能够使粗大针状的富铁相向短杆和细小颗粒状转变，且能够在时效处理过程中形成新的almsi弥散相颗粒(m为fe、mo、v和zr中的至少一种元素)，起到析出强化的作用，
弥补fe含量增加带来的力学性能损失，使合金具备良好的拉伸性能。
[0112]
此外，发明人还发现当mn的成分区间在0.45～0.55％，cr的成分区间在0.1～0.15％时，向合金中添加一定量的mo，v和zr，能够使得挤压后的显微组织呈现部分再结晶的形态。其中未再结晶的晶粒中存在大量的由挤压变形诱发的亚晶界与位错。大量的位错能加速 mo、zr和v的扩散速度，使得这三种元素固溶在铝基体中的原子在挤压过程中加速扩散到形成的亚晶界上，降低亚晶界的能量，提高亚晶界的抗断裂能力，从而改善材料的折弯性能。经实验验证mo、v和zr的添加比例控制低于0.05％时，均质化热处理时固溶在铝基体中的原子含量偏低。而当mo、v和zr的添加比例超过0.15％后，这三种元素倾向于与铝原子结合形成粗大的金属间化合物，并不会增加固溶在铝基体中的原子含量比例。综上所述，当将mo，v和zr的添加比例控制在0.05～0.15％区间时，合金材料的折弯性能最佳。
[0113]
除此之外，两步均质化处理对于增加mo，v和zr在铝基体中的固溶度是必不可少的。先在500～520℃之间进行一步均质化处理将低熔点共晶产物溶解后，有利于在第二步均质化处理中将温度提升到560～580℃之间，这样可以确保足够的mo，v和zr原子溶入铝基体中。挤压加工前对合金进行预热，预热温度不低于500℃，挤压出口温度在 530～560℃之间，挤压比≥15，压头挤压速度在2.0～6.0mm/s之间。在该挤压工艺参数下，获得产品中富铁相的尺寸更加细小，形貌上更加圆润，各种弥散强化相的分布也最为均匀，能够实现不损失拉伸性能的条件下，显著改善材料的折弯性能。
[0114]
上述所有的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。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。

技术特征：
1.一种高性能低碳再生铝挤压型材，其特征在于：其化学成分质量百分比为：si 0.55～0.85％、mg 0.5～0.75％、cu 0.1～0.5％、fe 0.13～0.4％、cr 0.1～0.2％、mn 0.2～0.55％、ti≤0.1％、zn≤0.2％，mo、v和zr三种元素总含量在0.05～0.15％之间，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％。2.根据权利要求1所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材，其特征在于：其化学成分质量百分比为：si 0.6～0.75％、mg 0.5～0.65％、cu 0.1～0.3％、fe 0.2～0.4％、cr 0.1～0.2％、mn 0.4～0.55％、ti≤0.1％、zn≤0.1％，mo、v和zr三种元素总含量在0.05～0.15％之间，其余为al和不可避免的杂质，每种杂质元素含量不超过0.05％，且杂质总量不超过0.15％，且回收铝的比例不低于70％。3.根据权利要求1或2所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材，其特征在于：挤压铝型材由部分再结晶组织构成，且包含大量弥散分布的纤维状金属间化合物。4.根据权利要求3所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材，其特征在于：所述的金属间化合物主要为两种粒状析出相：一种是almncrfesi相；另一种是almsi相，且m为fe、mo、v和zr中的至少一种元素。5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材，其特征在于：再生铝挤压型材在挤出方向上的拉伸屈服强度不低于280mpa，合金在垂直挤出方向上进行的折弯测试得到的2mm等效弯曲角不低于80
°
。6.根据权利要求1～5中任一项所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材的制备方法，其特征在于制备方法包括以下步骤：步骤一：合金熔炼，将熔炉温度升高至不低于700℃，将回收铝、包含所需元素的中间合金以及少量纯铝分批投入到炉内熔化，待熔化完全后，经精炼除气后，得到初炼铝熔体；步骤二：合金精炼，对铝熔体进行采样分析，补加金属元素或者中间合金调整铝熔体至铝合金的目标成分，精炼除气后，得到所需目标成分的精炼合金熔体；步骤三：棒材铸造，对步骤二获得的精炼溶体，采用半连续铸造法制备目标成分的铝合金铸棒；步骤四：均质化处理，对步骤三所得半连续铸造棒材进行一步均质化或两步均质化处理，均质化处理温度500～580℃；步骤五：挤压成型，对步骤四所得均质化处理后的棒材进行挤压加工，合金的挤压预热温度不低于480℃，挤压出口温度在530-560℃之间；步骤六：时效处理，对步骤五挤压型材进行时效处理，时效温度在120～195℃之间，时效时间2.0～10.0h。7.根据权利要求6所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材制备方法，其特征在于：步骤一及步骤二使用回收铝的质量百分数≥70％，其中6xxx系废铝质量百分数≥20％、易拉罐废铝的质量百分数≥30％；步骤四采用一步均质化热处理，温度530～550℃保温2.0～5.0h。8.根据权利要求6或7所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材的制备方法，其特征在于：步骤四采用两步均质化热处理，首先在500～520℃保温2.0～5.0h，然后再560～580℃保温1.0～2.0h。9.根据权利要求6或7所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材的制备方法，其特征在
于：步骤五中合金的挤压预热温度不低于500℃，挤压出口温度在540～550℃之间，挤压比≥15，压头挤压速度在2.0～6.0mm/s之间。10.根据权利要求6～9中任一项所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材的制备方法，其特征在于：步骤六的时效处理为二步时效热处理，时效温度在150～190℃之间，单步时效处理时间不超过3.0h。11.根据上述权利要求任一项所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材及其制备方法的用途，其特征在于：所制备的再生挤压铝型材用于光伏发电设备和新能源电动汽车零部件。12.根据权利要求11所述的一种高性能低碳再生铝挤压型材及其制备方法的用途，其特征在于：所制备的再生挤压铝型材用于新能源电动汽车的防撞梁、门槛梁、地板横梁和水箱上横梁等部件。

技术总结
本发明公开了一种高性能低碳再生铝挤压型材及其制备方法，涉及到铝合金技术领域。合金化学成分质量百分比为：Si 0.55～0.85％、Mg 0.5～0.75％、Cu 0.1～0.5％、Fe0.13～0.4％、Cr 0.1～0.2％、Mn 0.2～0.55％、Ti≤0.1％、Zn≤0.2％，Mo、V和Zr三种元素总含量在0.05～0.15％之间，其余成分为Al和不可避免的杂质。成分合金通过合金熔炼、合金精炼、棒材铸造、均质化处理，然后进行挤压加工，挤压成型后的铝型材，可以直接使用或者时效处理后使用。挤压铝型材合金在挤出方向上的拉伸屈服强度不低于280MPa；合金在垂直挤出方向上进行的折弯测试得到的2.0mm等效弯曲角不低于80


技术研发人员：付立铭 沈耀 单爱党
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2022/11/1