一种压铸用高强度高屈服低熔点铝合金的制作方法

文档序号:16693293发布日期:2019-01-22 19:10阅读:407来源:国知局

本发明涉及一种铝合金,具体涉及一种压铸用高强度高屈服低熔点铝合金,属于有色金属材料领域。



背景技术:

铝作为仅次于铁的实用性金属材料,在工业中获得了越来越广泛的应用。铝合金具有密度小、比强度和比刚度较高、耐蚀性好及导电导热性优良、回收容易、低温性能好等特点,广泛应用于交通运输、航空航天、电子电器、汽车制造等技术领域。

随着近年来压铸产业的发展,压铸用铝合金得到越来越多的重视,压铸用铝合金方面由于考虑到材料流动性、裂纹倾向性影响,多采用si或mg为主要添加元素,但在屈服强度的提高方面存在一定瓶颈,作为结构件的使用受到限制。本发明所涉及材料强化元素为zn、si等,材料具有流动性好,易于压铸,并且有很高的屈服强度。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种压铸用高强度高屈服低熔点铝合金,通过调节元素配比,以zn、si、mg为主要添加元素,cu为次要添加元素,适当的mn、fe、ni、ti、cr、sn等。不同于现有的压铸用铝合金,本发明铝合金在兼顾保证材料高强度的同时,改善合金流动性能。该铝合金材料拉伸试片的抗拉强度可达到340mpa,屈服强度可达到290mpa,延伸率可达到2%,熔点仅为570℃,压铸产品厚度可达3mm。本发明提供的铝合金具有高强度、压铸性能好、低成本等优点,可用于3c、汽车等领域中的高强度结构件。

为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种压铸用高强度高屈服低熔点铝合金,所述铝合金的成分如下:zn含量为11.0~12.0wt.%,

si含量为6.5~7.5wt.%,

cu含量为0.15~0.25wt.%,

fe含量为0.4~0.8wt.%,

mn含量0.2~0.3wt.%,

mg含量1.2~2.0wt.%,

ni含量0.02~0.06wt.%,

ti含量0.05~0.12wt.%,

cr含量为0.02~0.07wt.%,

sn含量为0.02~0.07wt.%,

其余为al。

本发明还提供一种压铸用高强度高屈服低熔点铝合金的制备方法,包括如下步骤:

(1)准备炉料。金属al锭、al-zn中间合金或金属zn锭、si、金属cu、al-mn中间合金或金属mn、mg-al中间合金或金属mg锭、金属fe、al-ni中间合金、al-ti中间合金、al-cr中间合金、al-sn中间合金或金属sn等作为铝合金中各元素的原料,适当考虑烧损后,按上述铝合金成分范围确定成分的质量百分比称取相应的原料;

(2)升温熔化。将称好的原料金属铝锭放进熔炼炉中进行熔炼,熔炼温度为660~690℃,直至铝锭完全熔化制成铝熔体;

(3)加合金元素。将铝熔体从660~690℃逐渐升温加热到750~780℃,在升温过程中逐渐加入所需的硅、铁、锰、铜、锌、镁等,其中锌与镁同步加入熔炉,目的是为了使锌与镁原子的扩散更充分,形成更多的镁锌团簇,进而能够保证zn2mg二次强化相的形成,随后加入微量镍、钛、铬和锡,获得铝合金熔体;

(4)精炼与扒渣。将铝合金熔体控制在750~770℃的温度下搅拌10min,在搅拌过程中加入铝合金专用精炼剂进行精炼;精炼完毕后扒渣,清除液面上的熔剂和浮渣;熔炼炉温度保持在750~770℃,加入精炼剂进行二次精炼,均匀搅拌20min,两次精炼间隔时间控制在50-60min,其目的是为了让浮渣更充分脱离熔体,精炼完毕后扒渣,清除液面上的熔剂和浮渣;

(5)炉内除气。熔炼温度保持在750~770℃,用氮气进行炉内除气,除气时间约为30min,随后静置30-50min;

(6)取样分析浇铸。将铝合金熔体保温在750~770℃,取样分析,成分合格,经过在线过滤及除气后进行浇铸,浇铸方式采用半连续铸造,冷却方式为水冷,即得成品为该合金棒材。

本发明的优点是:该铝合金材料拉伸试片的抗拉强度可达到340mpa,屈服强度可达到290mpa,延伸率可达到2%,熔点仅为570℃,可用于3c、汽车等领域中的高强度结构件。本发明所制备的材料流动性好,压铸性能优异,压铸薄壁件厚度可达3mm。

具体实施方式

以下为发明的具体实施方式。实施方式中所做的示例,仅作为范例,本发明所涉及的保护对象,不局限于范例,包含一切按发明内容中所配置的合金成分,同时本发明涉及材料不受铸造方式限制。

实施例:

(1)将全部金属铝锭放进熔炼炉中,熔炼温度为680℃,直至完全熔化制成铝熔体,作为基液;

(2)将基液从680℃逐渐加热到750℃,在升温过程中逐渐加入所需的7wt.%硅、0.6wt.%铁、0.25wt.%锰、11.5wt.%锌、0.2wt.%铜、1.5wt.%镁、0.1wt.%钛、0.05wt.%铬、0.05wt.%镍、0.05wt.%锡,其中锌与镁同步加入熔炉,随后加入微量镍、钛、锡、铬等,获得铝合金熔体;

(3)将铝合金熔体控制在750℃的温度下搅拌10min,在搅拌过程中加入铝合金专用精炼剂进行精炼;精炼完毕后扒渣,清除液面上的熔剂和浮渣;熔炼炉温度保持在750℃,加入精炼剂进行二次精炼,均匀搅拌20min,两次精炼时间控制在50-60min,精炼完毕后扒渣,清除液面上的熔剂和浮渣;

(4)熔炼温度保持在750℃,用氮气进行炉内除气,除气时间约为30min,随后静置50min;

(5)将铝合金熔体保温在750℃,取样分析,成分合格,经过在线过滤及除气后进行浇铸,浇铸方式采用半连续铸造,冷却方式为水冷,即得成品为该合金棒材。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种压铸用高强度高屈服低熔点铝合金,该铝合金的成分含量如下:Zn含量为11.0~12.0 wt.%,Si含量为6.5~7.5 wt.%,Cu含量为0.15~0.25 wt.%,Fe含量为0.4~0.8 wt.%,Mn含量0.2~0.3 wt.%,Mg含量1.2~2.0 wt.%,Ni含量0.02~0.06 wt.%,Ti含量0.05~0.12 wt.%,Cr含量为0.02~0.07 wt.%,Sn含量为0.02~0.07 wt.%,其余为Al。本发明的铝合金拉伸试片的抗拉强度可达到340Mpa,屈服强度可达到290Mpa,延伸率可达到2%,熔点仅为570℃,压铸件厚度可达3mm。

技术研发人员:闫国庆;贾俊民;林毛古;潘欢欢;李智生;柴海俊;刘红云
受保护的技术使用者:山西瑞格金属新材料有限公司
技术研发日:2018.11.26
技术公布日:2019.01.22
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