一种铆接用铝合金压铸件及其制备方法与流程

本发明属于合金材料加工技术领域，具体涉及一种铆接用铝合金压铸件及其制备方法。

背景技术：

随着新能源汽车工业轻量化要求，汽车车身以及关键部件均已达到80％以上的铝合金挤压型材件以及压铸铝合金件，尤其压铸铝合金生产效率快以及成本低廉的优势已经在各大汽车厂商批量使用，随着汽车结构铆接方式的普及，对压铸铝合金材料的机械性能以及铆接要求越来越高。

现有新能源汽车铆接用压铸铝合金材质多为alsi10mnmg铝合金材料，制备过程中采用t6热处理，即490～560℃/1h高温固溶+180℃/3h人工时效处理，但是由于压铸铝合金在热处理过程中(高温时)常常会产生鼓泡现象，此时材料强度大幅度下降，铸件内近表面层的压缩气孔得以自由膨胀，从而形成爆孔等缺陷。另外在固溶处理阶段压铸铝合金已经有变形，经过淬火过程中会加速产生变形，使变形量达280mm/1mm，导致产品不能正常使用或完全采用机加工使用，这样使得产品的不良率大大增加，不仅造成了资源的浪费还大幅度增加了制造成本。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种铆接用铝合金压铸件及其制备方法，通过原料的合理配比及制备工程特殊的热处理，获得的压铸铝合金完全满足铆接机械性能并且不会出现开裂。

本发明的上述目的可以通过下列技术方案来实现：一种铆接用铝合金压铸件，所述铝合金铸件由如下质量百分比的原料制成mg：0.2-0.3％、si：1.4-1.6％、mn：0.05-0.2％、cr：0.1-0.5％、zn：0.1-0.4％、ti：0.1-0.2％、sr：0.2-0.3％、余量为al及不可避免的杂质。

本发明采用的铝合金压铸件含有较多低熔点组分，其膨胀系数与待铆接的新能源用铝合金型材的膨胀系数比较接近，当二者连接件复杂环境下，尤其是高温环境下使用时，铆接部位不会出现胀型或脱离，依然会保持良好的结合强度，经过大量实验验证，当合金原料中控制少量mg元素和增加sr元素进行熔炼获得的合金铸件具有更佳的延伸率、抗拉强度及屈服强度。

作为优选，所述铝合金铸件由如下质量百分比的原料制成mg：0.25-0.3％、si：1.5-1.6％、mn：0.1-0.2％、cr：0.2-0.4％、zn：0.2-0.3％、ti：0.15-0.2％、sr：0.2-0.25％余量为al及不可避免的杂质。

本发明的第二个目的是提供一种上述铝合金压铸件的制备方法，其包括如下制备步骤：

s1、称取原料al、mg、si、mn、cr、zn、ti、sr，熔炼成合金液；

s2、将合金液浇注于真空压铸模具，制成毛坯；

s3、对毛坯进行后处理制成半成品；

s4、对半成品进行热处理，即得铆接用铝合金压铸件。

作为优选，所述步骤s1中熔炼的温度为730-760℃。该温度下进行熔炼可以最大限度减少易烧损元素的烧损及熔融合金液的氧化。

作为优选，所述步骤s2中浇注的温度为670-700℃。在该温度下将合金液浇注于真空压铸模具内，有助于提高合金的力学性能。

作为优选，所述步骤s4中热处理具体为：将半成品置于热处理炉，于280-300℃热处理3-8h。与现有技术t6处理的铝合金相比，采用本发明热处理条件可以完全满足压铸铝合金铆接机械性能并确保铆接不开裂。

进一步优选，所述热处理的温度为290-300℃，时间为4-6h。

本发明的有益效果为：

本发明合金原料配伍合理，通过添加成分sr以及mg，使得材料延伸率≥7％，抗拉强度≥160mpa，屈服强度≥80mpa，制备过程中控制热处理温度为280-300℃，时间为3-8h，通过组分和工艺的双重优化，获得的压铸铝合金完全满足铆接机械性能并确保铆接不开裂。

附图说明

附图1：本发明实施例1铝合金压铸件铆接效果图；

附图2：对比例1铝合金压铸件铆接效果图；

附图3：对比例2铝合金压铸件铆接效果图；

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并说明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

一种铆接用铝合金压铸件，所述铝合金铸件由如下质量百分比的原料制成mg：0.25％、si：1.5％、mn：0.1％、cr：0.2％、zn：0.2％、ti：0.15％、sr：0.2％余量为al及不可避免的杂质；

按上述质量百分比称取原料al、mg、si、mn、cr、zn、ti、sr，于740℃熔炼成合金液；

将合金液于670℃浇注于真空压铸模具，制成毛坯；对毛坯进行切边去水口和抛丸处理制成半成品；

将半成品置于热处理炉，于290℃热处理4h，即得铆接用铝合金压铸件。

实施例2

一种铆接用铝合金压铸件，所述铝合金铸件由如下质量百分比的原料制成mg：0.3％、si：1.6％、mn：0.2％、cr：0.4％、zn：0.3％、ti：0.2％、sr：0.25％余量为al及不可避免的杂质；

按上述质量百分比称取原料al、mg、si、mn、cr、zn、ti、sr，于730℃熔炼成合金液；

将合金液于680℃浇注于真空压铸模具，制成毛坯；对毛坯进行切边去水口和抛丸处理制成半成品；

将半成品置于热处理炉，于280℃热处理6h，即得铆接用铝合金压铸件。

实施例3

一种铆接用铝合金压铸件，所述铝合金铸件由如下质量百分比的原料制成mg：0.2％、si：1.45％、mn：0.05％、cr：0.1％、zn：0.1％、ti：0.1％、sr：0.2％、余量为al及不可避免的杂质；

按上述质量百分比称取原料al、mg、si、mn、cr、zn、ti、sr，于750℃熔炼成合金液；

将合金液于690℃浇注于真空压铸模具，制成毛坯；对毛坯进行切边去水口和抛丸处理制成半成品；

将半成品置于热处理炉，于280℃热处理3h，即得铆接用铝合金压铸件。

实施例4

一种铆接用铝合金压铸件，所述铝合金铸件由如下质量百分比的原料制成mg：0.3％、si：1.5％、mn：0.15％、cr：0.4％、zn：0.25％、ti：0.15％、sr：0.25％、余量为al及不可避免的杂质；

按上述质量百分比称取原料al、mg、si、mn、cr、zn、ti、sr，于740℃熔炼成合金液；

将合金液于680℃浇注于真空压铸模具，制成毛坯；对毛坯进行切边去水口和抛丸处理制成半成品；

将半成品置于热处理炉，于280℃热处理6h，即得铆接用铝合金压铸件。

实施例5

一种铆接用铝合金压铸件，所述铝合金铸件由如下质量百分比的原料制成mg：0.2％、si：1.6％、mn：0.2％、cr：0.5％、zn：0.4％、ti：0.2％、sr：0.3％、余量为al及不可避免的杂质；

按上述质量百分比称取原料al、mg、si、mn、cr、zn、ti、sr，于730℃熔炼成合金液；

将合金液于700℃浇注于真空压铸模具，制成毛坯；对毛坯进行切边去水口和抛丸处理制成半成品；

将半成品置于热处理炉，于300℃热处理8h，即得铆接用铝合金压铸件。

对比例1

与实施例1的区别在于，铝合金材质为alsi10mnmg。

对比例2

与实施例1的区别在于，采用现有技术490～560℃/1h高温固溶+180℃/3h人工时效处理对铝合金压铸件进行热处理。

铆接效果是将上述实施例及对比例中的铝合金压铸件应用于新能源汽车电池盒的铆接连接过程。

将实施例1-5及对比例1-2中的铝合金压铸件进行性能测试，结果如表1所示：

表1：实施例1-5及对比例1-2中的铝合金压铸件性能测试结果

经大量验证，铝合金压铸件材料必须满足延伸率≥7％，抗拉强度≥160mpa，屈服强度≥80mpa，才能完全满足铆接机械性能并确保铆接不开裂，只有性能参数在上述范围的铝合金压铸件才能满足新能源汽车零部件的铆接连接。

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，并且本发明方案所有涉及的参数间如未特别说明，则相互之间不存在不可替换的唯一性组合。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。