金包含镁。镁合金通常是指包含大于或等于大约80重量％的镁以及其它合金成分和杂 质的合金。在还有另一些方面，所述轻质金属合金包含铝和镁。铝和镁的合金累积包含大 于或等于大约90重量％的铝和镁，以及余量的其它合金成分和杂质。
[0040] 在一些变型方案中，所述轻质金属合金是以前并不适用于铸造的铝合金。然而，根 据本公开内容，设计为仅具有激冷区微观结构的铸件使得否则并不合适的这样的合金的使 用变为可能。因此，通过调节铸件总厚度仅为激冷区微观结构，可以使非传统的富含化学合 金用于铸造。在非限制性的实施例中，合金可以在铝合金中具有最多15重量％的镁。例如， 整个激冷区微观结构在α铝晶粒中包含更多的镁溶质，并且在晶界中具有较少共晶相。以 此方式，通过提供容纳额外的合金成分的能力预期得到更高强度的铝和镁合金，这产生了 各种益处，包括降低了结构体铸件的质量。在一些方面，根据本公开内容的轻质金属合金也 可以提高耐腐蚀性。选择这样的合金为包含铝的具有高的镁含量的合金，当设计形成了共 晶树枝状微观结构的铸件时，这样的合金否则不可能。
[0041] 因此，在一些方面，本公开内容提供了适用于压铸的铝合金组合物，其组成包含所 述轻质金属合金的大于或等于大约8重量％至小于或等于大约15重量％的镁。硅的存在 量为所述轻质金属合金的大于或等于大约〇. 5重量％至小于或等于大约2. 5重量％。猛在 该铝合金中的存在量为所述轻质金属合金的大于或等于大约0.3重量％至小于或等于大约 0. 5重量％。在该铝合金中的一种或多种杂质的累积存在量为所述合金的小于或等于大约 0. 5重量％，在一些方面任选地小于或等于大约0. 1重量％，而余量为错。
[0042] 在另一个变型方案中，轻质金属合金包含铝、镁和硅。例如，镁的存在量可以为所 述轻质金属合金的大于或等于大约〇. 5重量％至小于或等于大约1. 5重量％。娃的存在量 为所述轻质金属合金的大于或等于大约8重量％至小于或等于大约10重量％。锰的存在量 为所述轻质金属合金的大于或等于大约〇. 3重量％至小于或等于大约0. 5重量％。所述轻 质金属合金也具有一种或多种杂质，其累积存在量为所述轻质金属合金的小于或等于大约 0.5重量％，而余量为铝。
[0043] 在还有另一个变型方案中，所述轻质金属合金包含铝和锌。锌的存在量可以为所 述轻质金属合金的大于或等于大约5重量％至小于或等于大约8重量％。所述轻质金属合 金的硅的存在量可以为所述轻质金属合金的大于或等于大约0. 5重量％至小于或等于大约 L 5重量％。锰的存在量可以为所述轻质金属合金的大于或等于大约0. 3重量％至小于或 等于大约0. 5重量％。所述轻质金属合金也可以包含一种或多种杂质，其累积存在量为小于 或等于大约0. 5重量％，而余量为错。
[0044] 用于对比，在下面的表1中显示了传统的轻质金属铸造合金和根据本公开内容的 一些方面的新型的轻质金属铸造合金的合金组成。传统的铝-镁合金（传统的Al-Mg合金 A，以MAGSIMAL-59商购可得）仅具有4. 5-5. 0重量％的镁，而根据本公开内容的一些方面 的新型的Al-Mg合金1具有显著增加的8-15重量％的镁含量，从而能够通过设计具有至少 一个薄壁的铸件而确保沿着所述壁形成激冷区微观结构。此外，在新型的Al-Mg合金1中 的硅含量和锰含量相比于传统的Al-Mg合金A可以降低。例如新型的Al-Mg合金1的铝合 金相比于例如传统的Al-Mg合金A的相当的传统合金具有更高的强度以及改进的延展性。
[00451 弃 1
0
[0046] 类似地，传统的铝和镁合金（传统的Al-Si-Mg合金B)仅具有0· 25-0. 8重量％ 的镁，而根据本公开内容的一些方面的新型的Al-Si-Mg合金2具有显著增加的镁含量 (0. 5-1. 5重量％)，从而能够通过设计具有至少一个薄壁的铸件而确保沿着所述壁形成激 冷区微观结构。此外，在新型的Al-Si-Mg合金2中的锰含量可以降低到传统的Al-Si-Mg 合金B中的最小量0. 5以下。在新型的Al-Si-Mg合金2中，将更多的镁溶解在Al-Si中以 提供改进的屈服强度而没有损害延展性。此外，在这样的体系中，可以减少固溶热处理过程 的次数；或者在一些方面，可以取消固溶热处理工艺。
[0047] 用于根据本公开内容的一些方面的铸造的另一新型的铝合金的组合物，A1合金3 包含铝和锌体系。在A1合金3中的锌的存在量为5-8重量％。传统的Al-Si-Mg合金B不 含有锌。新型的A1合金3不含有任何镁，但具有与上述讨论的新型的Al-Si-Mg合金2中 相同量的锰。在新型的A1合金3中的硅含量为0. 5-1. 5重量％。在例如新型的Al-Si-Mg 合金2的合金中，可以增加锌含量以赋予合金更高的强度和延展性。此外，可以减少固溶热 处理的时间。
[0048] 在一个变型方案中，铝合金中镁的存在量为所述轻质金属合金的大于或等于大约 8重量％至小于或等于大约15重量％。硅的存在量为所述轻质金属合金的大于或等于大约 〇. 5重量％至小于或等于大约2. 5重量％。锰的存在量为所述轻质金属合金的大于或等于 大约0. 3重量％至小于或等于大约0. 5重量％。一种或多种杂质的累积存在量可以为所述 轻质金属合金的小于或等于大约〇. 5重量％，而合金的余量为铝。
[0049] 下面的表2显示了传统的和根据本公开内容的一些变型方案的新型的镁合金的 组成。传统的镁合金（传统的Mg-Al合金C，以AZ91D商购可得）具有大约8. 5-9. 0重量％ 的铝，而根据本公开内容的一些变型方案的新型的Mg-Al合金4具有显著增加的12-13重 量％的铝含量，从而能够通过设计具有至少一个薄壁的铸件而确保沿着所述壁形成激冷区 微观结构。在新型的Mg-Al合金4中的锌含量可以增加到0. 7-1. 0重量％。此外，相比于传 统的Al-Mg合金A，在新型的Al-Mg合金1中的锰含量可以减少（至0. 2-0. 3重量％)。
[0050] 表 2
〇
[0051] 因此，在一些变型方案中，轻质金属合金是镁合金，其还含有铝、锰和锌。这样的轻 质金属合金特别适合于所述铸造。例如，在镁合金中的铝的存在量可以为所述轻质金属合 金的大于或等于大约12重量％至小于或等于大约13重量％。锰的存在量为所述轻质金属 合金的大于或等于大约〇. 2重量％至小于或等于大约0. 3重量％。锌的存在量为所述轻质 金属合金的大于或等于大约〇. 7重量％至小于或等于大约1. 0重量％。所述轻质金属合金 也含有一种或多种杂质，其累积存在量为所述轻质金属合金的小于或等于大约〇. 5重量％， 而余量为镁。
[0052] 如上所述，根据本公开内容的原理选择合金可以形成具有突出的强度和延展性 (例如，伸长率)的固体轻质金属组件或部件。在一些方面，根据本公开内容的一些方面形成 的铸造固体轻质金属组件的伸长率为大于或等于大约15%。在一些方面，伸长率可以任选地 为大于或等于大约15%直至大约25%。在另一些方面，高强度的铸造固体轻质金属组件的抗 张强度为大于或等于300 MPa。在一些变型方案中，高强度的铸造固体轻质金属组件的抗张 强度为大于或等于300 MPa至小于或等于大约700 MPa。
[0053] 在各个方面，本发明的铸造方法产生了具有基本上统一的微观结构（例如，消除 了偏析和条带）的固体轻质金属组件或部件。此外，更多的溶质和合金成分可以分散在金 属基体中而形成更少的共晶相。在传统的高压压铸工艺中，合金成分与金属的浓度不是必 须统一的，因为可能发生不均匀性。然而，在一些方面，根据本公开教导形成的仅具有激冷 区微观结构的所述固体轻质金属组件或部件具有均匀的和基本上统一的组成，其中各个成 分的浓度完全均匀地分布。这样的微观结构在铸件中产生了更高的延展性和更高的强度。
[0054] 此外，可以减少热处理时间。例如，可以减少固溶热处理工艺的次数；或者在一 些方面，甚至完全取消。在非限制性的实例中，在一个变型方案中，传统的超真空高压压铸 0PDC)体组件（例如，A1铰链柱）的固溶时间为460°C下两小时。根据本公开教导的一些 方面制造的具有激冷区微观结构的铸造固体轻质金属组件仅仅需要减少至小于或等于大 约20分钟的固溶时间，或者可以完全取消固溶处理，这取决于用于预定的用途的组件的需 要。
[0055] 上述提供的实施方案的描述用于说明和描述的目的。这并不意在穷举或者限制公 开。特定的实施方案的具体要素或特征通常并不限于该特定的实施方案，而是当应用时可 以相互交换和可以用在甚至没有具体显示或描述的所选择的实施方案。同样的部分也可以 以许多方式改变。这样的变型方案不应认为偏离本公开内容，并且所有这样的改进方案意 包括在本公开内容的范围内。
[0056] 本发明的具体技术方案包括： 1. 铸造轻质金属组件的方法，其包括： 将熔融的轻质金属合金导入模具的型腔中； 将所述熔融的轻质金属合金固化；和 从所述模具中移除固体轻质金属合金组件，其中所述固体轻质金属合金组件具有至少 一维小于或等于大约2_的区域，从而使激冷区微观结构沿着所述固体轻质金属合金组件 的所述至少一维延伸。 2. 具体方案1的方法，其中所述激冷区微观结构具有小于或等于大约20体积％的树 枝状微观结构。 3. 具体方案1的方法，其中所述固体轻质金属合金组件基本上不具有任何树枝状微 观结构。 4