铸造铝合金的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种铸造铝合金。
【专利说明】铸造铝合金
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种铸造铝合金。
【背景技术】
[0002]由文献DE102008055928A1已知一种铸造铝合金，该铸造铝合金包含下面列出的合金组成
[0003]S1:2.5 至 3.3，优选 2.7 至 3.1 重量 %
[0004]Mg:0.2 至 0.7，优选 0.3 至 0.6 重量 %
[0005]Fe:< 0.18，优选 0.05 至 0.16 重量 ％
[0006]Mn: < 0.5，优选 0.05 至 0.4 重量 ％
[0007]T1:< 0.1，优选 0.01 至 0.08 重量 ％
[0008]Sr:< 0.03，优选 0.01 至 0.03 重量 ％
[0009]Cr:0.3至1.3，优选0.4至1.0，特别优选0.5至0.8重量%
[0010]其他:<0.1重量 ％，
[0011]以及以Al进行补充以达到100重量％。
【发明内容】
[0012]以该现有技术为基础，本发明的目的在于，使这种贫硅铸造铝合金在其机械性能方面得到进一步改善。
[0013]根据本发明通过一种铸造铝合金实现了该目的，这种铸造铝合金包含下面列出的合金组成
[0014]S1:3.0 至 3.8 重量 ％
[0015]Mg:0.3 至 0.6
[0016]Cr:0.25 至 0.35 重量 ％
[0017]卩6:<0.18重量％
[0018]皿11:<0.06重量％
[0019]T1: <0.16 重量 ％
[0020]Cu: < 0.006 重量 ％
[0021]Sr:0.010 至 0.030
[0022]Zr:< 0.006 重量 ％
[0023]Zn:< 0.006 重量 ％
[0024]杂质:< 0.1重量％，优选< 0.005重量％
[0025]以及以Al进行补充以达到100重量％。
[0026]这种铸造铝合金相对现有技术更坚固、更柔韧以及更具延性。
[0027]根据本发明的、以所述的数量级对合金组成成份的选择导致机械性能的进一步的、显著的改善，该机械性能已经形成在铸造状态中、特别是在二个阶段的热处理之后(即在固溶退火和接下来的时效处理之后)的铸造部件中，其中在这两个热处理阶段之间优选对铸造部件在水中进行淬火。对于行走机构的应用，优选对于车轮导向部件，十分优选对于轮架以及特别是摆动轴承在总体上提高了机械特征值。
[0028] 就像专业人员普遍已知的一样，根据本发明的合金可以包含有由制造条件决定的杂质，例如，Pb、Ni等。
[0029]如果包含有大于3.1而小于3.7重量％的Si含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。如果包含有大于3.3而小于3.7重量％的Si含量，则对特定的应用情况可能是有利的。如果包含有大于3.0而小于3.3重量％的Si含量，则对一些其他的应用情况可能是有利的。
[0030]如果包含有0.5至0.6重量％的Mg含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。如果包含有0.5至小于0.6重量％、优选0.5至0.55重量％的Mg含量，则可能是有利的。
[0031]如果包含有0.25至小于0.30重量％的Cr含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。
[0032]如果包含有0.01至0.15重量％的Fe含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。
[0033]如果包含有0.01至0.05重量％的Mn含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。
[0034]如果包含有0.05至0.15重量％的Ti含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。
[0035]如果包含有0.001至0.005重量％的Cu含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。
[0036]如果包含有0.015至0.025重量％的Sr含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。
[0037]如果包含有0.001至0.005重量％的Zr含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。
[0038]如果包含有0.001至0.005重量％的Zn含量，则对机械特征值的优化可能是有利的。
[0039]如果根据本发明的铸造铝合金是低压铸造铝合金，则表明对某些铸造部件是有利的。
[0040]本发明还相应地涉及一种由根据权利要求1至11的任意一项所述的铸造铝合金制造铸造部件的方法，在该方法中应用低压铸造法。
[0041]如果铸造铝合金是低压差压(CPC)铸造铝合金，则表明对某些铸造部件是有利的。
[0042]本发明还相应地涉及一种由根据权利要求1至11的任意一项所述的铸造铝合金制造铸造部件的方法，在该方法中应用低压差压铸造法。
[0043]原则上有各种不同的永久铸型铸造法适合作为由根据本发明的铸造铝合金制造铸造部件、特别是作为汽车底盘部件、优选作为汽车车轮导向部件、十分优选作为汽车摆动轴承的方法。但是由于在具有高应力的汽车车轮导向部件中的非常好的机械性能，因此低压铸造以及低压差压铸造法(CPC方法)特别适合作为制造方法，该低压差压铸造法也称为
差压铸造法。
[0044]作为由根据本发明的铸造合金制造铸造部件、特别是作为汽车底盘部件、优选作为汽车车轮导向部件、十分优选作为汽车摆动轴承的制造方法可以有利地使用模压铸造、自流式铸造或者压力铸造、特别是触融砂型铸造、流变砂型铸造或者低压砂型铸造。[0045]为了达到或者进一步发展以上所述的优势，如果对经铸造的部件进行两个阶段的热处理，即，固溶退火以及接下来的时效处理，则可能是有利的。如果铸造部件在两个热处理阶段之间在水中进行淬火，则可能是有利的。
[0046]如果铸造部件在铸造过程之后在530°C和550°C之间进行6至IOh的固溶退火，优选在540°C和550°C之间进行7至9h、特别是8至9h，十分特别优选在大于540°C和550°C之间进行7至9h、特别是8至9h，则可能是适宜的。
[0047]如果铸造部件在铸造过程之后在180°C和210°C之间进行I至8h、特别是I至6.5h的退火处理，优选在180°C和190°C之间进行I至6.5h、特别是4至6.5h，特别优选在180°C和小于190°C之间进行4至6.5h、特别是5至6.5h，则可能是适宜的。
[0048]此外本发明还提供根据权利要求的任意一项所述的铸造铝合金的应用或者特别是经热处理的、根据权利要求的任意一项所述的铸造部件对于汽车底盘部件、优选对于汽车车轮导向部件、十分特别优选对于汽车摆动轴承的应用。
[0049]根据本发明，该铸造部件在经改善的结构特性中具有改善了的强度延伸率。该铸造法首先实现了没有大的缺陷(例如砂眼)的铸件，其次以这种方式有利地影响微观结构，尽可能少的保持内部缺口的数量，该缺口降低断裂延伸率。
[0050]如上所述，已表明根据本发明的铸造铝合金特别适用于承受较强负荷的组件，对例如轮架或摆动轴承就特别合适。作为十分优选的用于制造这种承受较强负荷的组件的方法可以使用低压差压铸造法(CPC方法)。
[0051]根据本发明的铸造部件是由根据权利要求的任意一项所述的铸造铝合金和/或根据符合权利要求的任意一项的方法制成的，该铸造部件在经过热处理之后具有300至325MPa的屈服极限Rp0.2和/或4至10%的断裂延伸率A5和/或350_375MPa的抗拉强度Rm。
[0052]示例`
[0053]为了测定合金AlSi3Mg0.5Cr0.3的机械性能，根据DIN50125以自流式铸造法在所谓的“法国金属铸型”中铸造所谓的“法国拉伸试棒”。然后进行热处理(在540°C下进行8h的固溶退火，在水中进行淬火，在180°C下进行6.5h的热时效处理)，其中断面和冒口在热处理之后才分离，以抵抗可能出现的样品变形。根据DIN10002得到机械性能抗拉强度Rm、屈服极限Rp0.2和断裂延伸率A5。
[0054]这里使用文献DE102008055928A1中对AlSi3Mg0.6Cr0.7所公开的值作为对比。
【权利要求】
1.一种铸造铝合金，其包含下面的合金组成 S1:3.0 至 3.8 重量 ％
Mg:0.3 至 0.6 重量 %
Cr:0.25 至 0.35 重量 %
Fe:< 0.18 重量 ％
Mn:< 0.06 重量 ％
Ti:< 0.16 重量 ％
Cu:< 0.006 重量 ％
Sr:0.010 至 0.030
Zr:< 0.006 重量 ％
Zn:< 0.006 重量 ％ 杂质:< 0.1重量％，优选< 0.005重量％ 以及以Al进行补充以达到100重量％。
2.根据权利要求1所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有大于3.1而小于3.7重量％的Si含量。
3.根据权利要求1或2所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有0.5至0.6重量％的Mg含量。`
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有0.25至小于0.30重量％的Cr含量。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有0.01至0.15重量％的Fe含量。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有0.01至0.05重量％的Mn含量。
7.根据权利要求1至6的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有0.05至0.15重量％的Ti含量。
8.根据权利要求1至7的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有0.001至0.005重量％的Cu含量。
9.根据权利要求1至8的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有0.015至0.025重量％的Sr含量。
10.根据权利要求1至9的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有0.001至0.005重量％的Zr含量。
11.根据权利要求1至10的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，包含有0.001至0.005重量％的Zn含量。
12.根据权利要求1至11的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，所述铸造铝合金是低压铸造铝合金。
13.根据权利要求1至11的任意一项所述的铸造铝合金，其特征在于，所述铸造铝合金是低压差压(CPC)铸造铝合金。
14.一种由根据权利要求1至11的任意一项所述的铸造铝合金制造铸造部件的方法，在所述方法中应用低压差压铸造法。
15.一种由根据权利要求1至11的任意一项所述的铸造铝合金制造铸造部件的方法，在所述方法中应用低压铸造法。
16.一种由根据权利要求1至11的任意一项所述的铸造铝合金制造铸造部件的方法，在所述方法中应用模压铸造、自流式铸造或者压力铸造、特别是触融砂型铸造、流变砂型铸造或者低压砂型铸造。
17.一种特别是根据权利要求14至16的任意一项所述的、用于由根据权利要求1至11的任意一项所述的铸造铝合金制造铸造部件的方法，在所述方法中在铸造过程之后对铸造部件进行二个阶段的热处理，即，固溶退火和接下来的时效处理。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述两个热处理阶段之间对铸造部件在水中进行淬火。
19.根据权利要求14至18的任意一项所述的方法，在所述方法中铸造部件在铸造过程之后在530°C和550°C之间进行6至IOh的固溶退火，优选在540°C和550°C之间进行7至9h、特别是8至9h，十分特别优选在大于540°C至550°C之间进行7至9h、特别是8至9h。
20.根据权利要求14至19的任意一项所述的方法，在所述方法中铸造部件在铸造过程之后在180°C和210°C之间进行I至8h、特别是I至6.5h的退火处理，优选在180°C和190°C之间进行I至6.5h、特别是4至6.5h，特别优选在180°C和小于190°C之间进行4至6.5h、特别是5至6.5h。
21.根据前述权利要求的任意一项所述的铸造铝合金的应用或者由这种铸造铝合金制造的、特别是经热处理的铸造部件对于汽车底盘部件、优选对于汽车车轮导向部件、十分特别优选对于汽车轮架以及特别是对于摆动轴承的应用。
22.一种由根据前述权利要求的任意一项所述的铸造铝合金或者根据前述权利要求的任意一项所述的方法制造的铸造 部件，其中，所述铸造部件在经过热处理之后具有300至325MPa的屈服极限Rp0.2和/或4至10%的断裂延伸率A5和/或350_375MPa的抗拉强度Rm。
【文档编号】B22D18/04GK103627933SQ201310369431
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2012年8月23日
【发明者】克劳斯·格雷文, 马尼坎达·洛加纳森, 奥利弗·格里姆, 卢茨·沃尔肯施泰因, 海因里希·哈内科姆, 斯特凡·布科夫斯基 申请人:Ksm铸造集团有限公司