本发明涉及压铸
技术领域：
，尤其涉及一种汽车配件用铝合金和汽车配件的压铸方法。
背景技术：
：铝合金由于具有较高的抗拉强度、较好的延伸率综合力学性能、优良的耐腐蚀性和低成本等优点，在汽车配件生产行业使用广泛。随着人们对铝合金铸件性能要求的不断提高，如何能制造出性能优良的铝合金铸件适用于汽车配件越来越受到重视。目前对汽车配件中的铝合金通常采用普通压铸技术进行生产，而普通的压铸技术生产的铝合金的汽车配件压铸件，组织内易存在气孔而导致不良现象，同时又由于铝合金件存在强度低、机械性能不高、耐腐蚀、耐高温性能差等缺陷，因此，如何找到一种工艺手段提高铝合金的汽车配件的机械性能和组织内易存气孔的问题，一直困绕着压铸行业的从业者。现有技术中，申请号为201010542132.9的中国专利文献报道了一种铝合金车轮铸造工艺和热处理工艺，包括下述步骤：a、采用金属模低压铸造工艺，浇注温度为690-735℃，模具预热温度为250-350℃；b、在熔炼炉中进行细化，并调整铝液中铁、硅的含量；在精炼包中进行变质和炉外吹氮气精炼，并调整铝液中镁、锶、钛的含量；c、在车轮的厚大部位加冷却管进行快冷，在侧模外围填充保温棉延缓轮辋中部的冷却速度，以实现顺序凝固；d、车轮铸件冷却后入热处理窑，进行固溶时效处理。该专利采用了熔化、浇铸成型、热处理等步骤，有效解决铸件氧化夹杂、疏松等问题。但是熔化过程中铝合金液的温度不易精确控制，浇铸温度过高，易使铸件产生气孔、缩孔，甚至裂纹，同时也会缩短金属寿命，浇铸温度过低，会使铸件产生冷隔、浇不足或外形轮廓不清等缺陷。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种汽车配件用铝合金，具有较高的强度和韧度，无铸造裂纹，表面质量好；本发明的主要目的还在于提供一种汽车配件的压铸方法，避免了铸件出现气孔、缩孔、浇不足或外形轮廓不清等缺陷，产品合格率较高。为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：本发明提供一种汽车配件用铝合金，包括以下质量分数的成分：Mg：0.5-1.5％；Si：0.25-0.8％；B：0.01-0.1％；Ti：0.1-0.2％；Cu：0.05-0.25％；Cr：0.03-0.2％；Zr：0.04-0.12％；Fe：＜0.5％；Sn：0.05-0.4％；Co：0.01-0.1％；Sc：0.01-0.15％；Hf：0.02-0.12％；余量为Al和不可避免的杂质。优选的，所述Mg的质量分数为0.6-1.4％。优选的，所述Si的质量分数为0.3-0.6％。相应的，本发明还提供一种汽车配件的压铸方法，采用上述技术方案所述的汽车配件用铝合金，包括以下步骤：步骤a)将纯铝锭加热至720-780℃得到铝液，保温，加入硅源，降温至650-700℃后加入镁源，得到第一合金液；步骤b)将所述第一合金液升温至720-750℃，去除浮渣，将硼源、钛源、铜源、铬源、锆源、锡源、钴源、钪源和铪源加入所述第一合金液中，保温30-50分钟，然后升温至800-900℃进行精炼，保温20-30分钟后去除杂质，得到第二合金液；步骤c)将所述第二合金液降温至600-650℃，除气除渣，炉前成分分析后导入保温炉，保温温度为850-900℃，通过所述第二合金液中的碳棒将干燥的高纯氮气吹入所述第二合金液中；步骤d)合模至模具分型面有间隙，停止合模，向所述间隙中通入氧气，然后继续合模至模具闭合；步骤e)将所述模具预热至200-250℃，将所述第二合金液导入所述模具内，并向所述模具内注入氧气，压铸，冷却凝固后得到铸件；步骤f)将所述铸件除去毛边，放入井式炉的金属篮内进行淬火处理，喷砂后得到汽车配件。优选的，步骤a中，保温时间为20-40分钟。优选的，步骤c中，将干燥的高纯氮气吹入所述第二合金液中的吹气时间为10-15分钟。优选的，步骤d中，氧气的压力为0.3-0.6Mpa，通入氧气时间为10-20分钟。优选的，步骤e中，氧气的压力为0.1-0.25Mpa，通入氧气时间为10-20分钟。优选的，步骤f中，淬火处理的温度为450-525℃，淬火处理的时间为8-10小时。优选的，还包括：将淬火处理后的铸件放入水温为70-90℃的水中，处理时间为10-20分钟，完成后将所述铸件放入回火炉内，进行时效处理，时效处理的温度为180-200℃，时效处理的时间为8-10小时本发明提供一种汽车配件用铝合金，包括以下成分：Mg：0.5-1.5％；Si：0.25-0.8％；B：0.01-0.1％；Ti：0.1-0.2％；Cu：0.05-0.25％；Cr：0.03-0.2％；Zr：0.04-0.12％；Fe：＜0.5％；Sn：0.05-0.4％；Co：0.01-0.1％；Sc：0.01-0.15％；Hf：0.02-0.12％；余量为Al和不可避免的杂质。与现有技术相比，所述铝合金中添加了Mg、Si、Cu、Cr、Zr元素，有效提高了铝合金的强度和韧度，且在铝合金中添加的Co、Sc、Hf、Ti、B元素，能使压铸品产生良好的晶粒细化，有效克服铸造裂纹，改善铸件外观，改善铸锭表面质量。本发明还提供一种汽车配件的压铸方法，采用上述汽车配件用铝合金。与现有技术相比，本发明将干燥的氮气通过碳棒吹入铝合金液中，氮气直接进入铝合金液中，更好地带走铝合金液的气体，去除铝合金液中的气体杂质，降低了制造出的铸件出现气孔的可能性。第二，保温炉能够使合金液的温度保持稳定，进而使合金液的浇铸温度保持稳定，避免了因浇铸温度过高或过低而导致制作出的铸件出现气孔、缩孔、浇不足或外形轮廓不清等缺陷，提高了产品的合格率。第三，采用井式炉处理铸件，保证了产品质量的一致性，井式炉可以记录时间和温度，便于人工控制和操作，提高了工作效率；经过喷砂，提高了铸件表面的光洁度，改善了铸件表面的机械性能，提高了铸件的抗疲劳性。因此，本发明压铸制备的铸件避免了出现气孔、缩孔、浇不足或外形轮廓不清等缺陷，产品合格率较高。具体实施方式以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。本发明提供一种汽车配件用铝合金，包括以下质量分数的成分：Mg：0.5-1.5％；Si：0.25-0.8％；B：0.01-0.1％；Ti：0.1-0.2％；Cu：0.05-0.25％；Cr：0.03-0.2％；Zr：0.04-0.12％；Fe：＜0.5％；Sn：0.05-0.4％；Co：0.01-0.1％；Sc：0.01-0.15％；Hf：0.02-0.12％；余量为Al和不可避免的杂质。Mg通过固溶强化提高铝合金的强度，另外，Mg还具有在固溶处理和人工时效处理后通过与Si结合形成Mg-Si系析出物来辅助提高铝合金的强度的作用效果。但是，在Mg含量不足0.5％时，无法充分得到上述的作用效果，而若Mg含量超过1.5％，则不仅会使最终的铝合金的热导率会降低，而且存在的Mg偏析层(β-Mg相)而具有发生过烧(局部融解)，使成型加工性降低，在冲压加工中产生裂纹。因此，Mg的质量分数为0.5-1.5％，更优选为0.6-1.4％，更优选为0.65-1.25％。Si具有在固溶强化、固溶处理以及人工时效处理后通过与Mg结合形成Mg-Si系析出物来提高铝合金。但是，在Si含量不足0.25％时，无法充分得到该作用效果且同时会导致其延伸率有所下降。另一方面，若Si含量超过0.8％，则粗大的结晶物和析出物如Al-Fe-Si系金属间化合物或Al-Fe-Mn-Si系金属间化合物会形成，这种粗大的金属间化合物在成型时容易成为裂纹的起点，因此，Si的质量分数为0.25-0.8％，更优选为0.3-0.6％。Ti和B将熔化铸造时的铸块的组织微细化，有效防止铸造时铸块破裂的元素，Ti可以单独添加，但如果将Ti和B复合添加，则可以提高铸造组织的微细化性能，能显著提高防止铸造时破裂的性能。Ti和B的含量小于下限值时，微细化效果少，铸块的防破裂性能下降；如果大于上限值，则电导率会下降，且会析出Al-Ti或者Ti-B的粗大金属间化合物的结晶，损害铝合金的加工性和成形性。Cu具有在固溶强化和固溶处理以及人工时效处理后促进Mg-Si系析出物的形成从而提高铝合金轧制材料的强度的作用效果。且Cu能够提高抗拉强度、伸长率、耐冲击性及耐弯曲疲劳特性。但是，在Cu含量不足0.05％时，无法充分得到该作用效果，而若Cu含量超过0.25％，则成型加工性降低，在冲压加工中容易产生裂纹。因此，在本实施方式中，Cu的质量分数为0.05-0.25％。Cr和Zr可以抑制铝合金的重结晶以提高强度，同时使所制造的汽车配件在耐酸铝处理后外观变得均匀且良好。但是，在Cr含量不足0.03％时，无法充分得到该作用效果。另一方面，若Cr含量超过0.2％，则容易生成Al-Mg-Cr系金属间化合物等粗大的金属间化合物。另一方面，若Zr含量超过0.12％，则容易生成Al3Zr等粗大的金属间化合物。这种粗大的金属间化合物在成型时容易成为裂纹的起点，因此，若铝合金轧制材料中存在这些粗大的金属间化合物，则在冲压加工中容易产生裂纹。另外，固溶处理时的淬火敏感性变得敏锐，时效处理后的强度降低。因此，在本实施方式的铝合金轧制材料中，Cr的质量分数为0.03-0.2％，Zr的质量分数为0.04-0.12％。Fe会形成Al-Fe-Mn系金属间化合物、Al-Fe-Si系金属间化合物和Al-Fe-Mn-Si系金属间化合物等，特别是Fe含量超过0.5％时，存在着这些金属间化合物变得粗大、或者形成大量的这种金属间化合物的趋势。粗大的金属间化合物在成型时容易成为裂纹的起点，因此若铝合金中存在这些粗大的金属间化合物，则在冲压加工中容易产生裂纹，因此，Fe的质量分数小于0.5％。Sn在室温下捕获空穴，抑制室温下的扩散，具有抑制室温下的强度变化的效果。另外在烘烤涂装时的高温时，放出捕获的空穴，因此反过来促进扩散。若Sn含量过少，仍无法充分地捕获空穴而不能发挥其效果，并且不能形成本发明所规定的组织(微细析出物)。另一方面，若Sn含量过多，Sn在晶界偏析，容易成为晶界裂纹的原因。Co、Sc、Hf均是具有将晶粒微细化的作用的元素，是具有在晶界析出而提高晶界强度的作用的元素，如果含有0.01％以上的这些元素中的至少一种，则能够得到上述作用效果，能够提高抗拉强度、伸长率、耐冲击性及耐弯曲疲劳特性。另一方面，如果Co、Sc、Hf中的任一含量分别超过上述上限值，则含有该元素的化合物变得粗大，使拉丝加工性劣化，所以有容易断线、并且电导率下降的倾向。剩余部分：Al和不可避免的杂质，前述的各成分以外的成分、即剩余部分是Al和不可避免的杂质。作为本实施方式的铝合金中的不可避免的杂质，例如可以列举Zn、V、Ga、In、Ag、Au、Ni、C、Na、Ca、Bi等。这些不可避免的杂质的质量分数分别在0.03％以下时，不会妨碍本发明的效果。相应的，本发明还提供一种汽车配件的压铸方法，采用上述汽车配件用铝合金，包括以下步骤：步骤a)将纯铝锭加热至720-780℃得到铝液，保温，向所述铝液中加入硅源，降温至650-700℃后加入镁源，得到第一合金液；步骤b)将所述第一合金液升温至720-750℃，去除浮渣，将硼源、钛源、铜源、铬源、锆源、锡源、钴源、钪源和铪源加入所述第一合金液中，保温30-50分钟，然后升温至800-900℃进行精炼，保温20-30分钟，去除杂质，得到第二合金液；步骤c)将所述第二合金液降温至600-650℃，除气除渣，炉前成分分析后导入保温炉，保温温度为850-900℃，通过所述第二合金液中的碳棒将干燥的高纯氮气吹入所述第二合金液中；步骤d)合模至模具分型面有一间隙，停止合模，向所述间隙中通入氧气，然后继续合模至模具闭合；步骤e)将所述模具预热至200-250℃，将所述第二合金液导入所述模具内，并向模具内注入氧气，压铸，待合金液冷却凝固后，得到铸件；步骤f)将所述铸件除去毛边，放入井式炉的金属篮内进行淬火处理，喷砂后得到汽车配件。本发明采用所述汽车配件用铝合金，其中，所述铝合金中添加了Mg、Si、Cu、Cr、Zr元素，有效提高了铝合金的强度和韧度，且在铝合金中添加的Co、Sc、Hf、Ti、B元素，使压铸品产生良好的晶粒细化，有效克服铸造裂纹，改善铸件外观，改善铸锭表面质量。作为优选方案，步骤a中，保温时间优选为20-40分钟，更优选为30-40分钟。步骤c中，将干燥的高纯氮气吹入所述第二合金液中的吹气时间为10-15分钟。本发明将干燥的氮气通过位于第二合金液中的碳棒吹入铝合金液中，氮气直接进入铝合金液中，可以更好地带走铝合金液的气体，去除铝合金液中的气体杂质，降低了制造出的铸件出现气孔的可能性。本发明采用的保温炉能够控制合金液的温度保持稳定，进而使合金液的浇铸温度保持稳定，避免了因浇铸温度过高或过低而导致制作出的铸件出现气孔、缩孔、浇不足或外形轮廓不清等缺陷，提高了产品的合格率。步骤d中，氧气的压力优选为0.3-0.6Mpa，更优选为0.45-0.6Mpa，通入氧气时间优选为10-20分钟，更优选为12-20分钟。步骤e中，氧气的压力优选为0.1-0.25Mpa，更优选为0.15-0.25Mpa，通入氧气时间优选为10-20分钟，更优选为15-20分钟；步骤f中，淬火处理的温度优选为450-525℃，更优选为460-500℃，处理的时间优选为8-10小时。步骤f中，本发明采用井式炉处理铸件，保证了产品质量的一致性，井式炉可以记录时间和温度，便于人工控制和操作，提高了工作效率；经过喷砂，提高了铸件表面的光洁度，改善了铸件表面的机械性能，提高了铸件的抗疲劳性。作为优选方案，本发明还包括：将淬火处理后的铸件放入水温为70-90℃的水中，处理时间为10-20分钟，完成后将所述铸件放入回火炉内，进行时效处理，时效处理的温度优选为180-200℃，时效处理的时间优选为8-10小时。从以上方案可以看出，本发明提供了一种汽车配件用铝合金和采用该铝合金的汽车配件的压铸方法，所述汽车配件用铝合金具有较高的强度和韧度，无铸造裂纹，表面质量好；本发明压铸的汽车配件避免了铸件出现气孔、缩孔、浇不足或外形轮廓不清等缺陷，产品合格率较高。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。本发明实施例采用的原料均为市购。实施例1本实施例的铝合金采用下列重量配比的原料：Mg：0.87％；Si：0.4％；B：0.04％；Ti：0.1％；Cu：0.08％；Cr：0.08％；Zr：0.07％；Fe：0.4％；Sn：0.2％；Co：0.03％；Sc：0.08％；Hf：0.07％；剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。本实施例还提供一种汽车配件的压铸方法，包括以下步骤：1、将纯铝锭加热至760℃熔化，熔化后的铝液保温35分钟；使纯铝锭充分熔化，再向铝液中加入硅熔化，随后将温度降至700℃，将镁完全压入合金液中；2、升温至750℃，去除浮渣，将剩余的合金的组分加入合金液中，保温45分钟，随后升温至900℃进行精炼，保温30分钟，去除杂质。3、将步骤2获得的熔融体降温至650℃，使用惰性气体除气除渣，再进行炉前成分分析，合格后将合金液导入保温炉，温度维持在850℃，通过合金液中的碳棒将干燥的高纯氮气吹入合金液，吹起时间为12分钟，去除合金液中的气体。4、合模，直到模具分型面有一间隙，停止合模，向上述的间隙中通入氧气，通入氧气时间为12分钟，然后继续合模，直到模具完全闭合，氧气是压力为0.45Mpa的氧气，通入氧气时间为12分钟。5、将模具预热至225℃，将合金液导入模具内，并向模具内注入氧气，之后进行压铸，待合金液冷却凝固后，打开模具，去除铸件，氧气是压力为0.15Mpa的氧气，通入氧气时间为15分钟。6、除去铸件的毛边，将铸件修理整齐，然后将其放入井式炉的金属篮内，进行淬火处理，淬火处理温度为500℃，淬火处理时间为8小时，再将所述铸件放入水中，水温为80℃，处理时间为20分钟，完成后将所述铸件放入回火炉内，进行时效处理，时效处理温度为200℃，时效处理时间为10小时。7、将铸件放入至喷砂机中，喷砂24分钟，得到汽车配件。实施例2本实施例的铝合金采用下列重量配比的原料：Mg：1.2％；Si：0.45％；B：0.1％；Ti：0.2％；Cu：0.05％；Cr：0.04％；Zr：0.04％；Fe：0.1％；Sn：0.2％；Co：0.07％；Sc：0.08％；Hf：0.02％；剩余部分由Al进而不可避免的杂质构成。本实施例还提供一种汽车配件的压铸方法，包括以下步骤：1、将纯铝锭加热至740℃熔化，熔化后的铝液保温40分钟；使纯铝锭充分熔化，再向铝液中加入硅熔化，随后将温度降至650℃，将镁完全压入合金液中；2、升温至720℃，去除浮渣，将剩余的合金的组分加入合金液中，保温50分钟，随后升温至850℃进行精炼，保温20分钟，去除杂质。3、将步骤2获得的熔融体降温至650℃，使用惰性气体除气除渣，再进行炉前成分分析，合格后将合金液导入保温炉，温度维持在880℃，通过合金液中的碳棒将干燥的高纯氮气吹入合金液，吹起时间为12分钟，去除合金液中的气体。4、合模，直到模具分型面有一间隙，停止合模，向上述的间隙中通入氧气，通入氧气时间为12分钟，然后继续合模，直到模具完全闭合，氧气是压力为0.55Mpa的氧气，通入氧气时间为10分钟。5、将模具预热至220℃，将合金液导入模具内，并向模具内注入氧气，之后进行压铸，待合金液冷却凝固后，打开模具，去除铸件，氧气是压力为0.12Mpa的氧气，通入氧气时间为20分钟。6、除去铸件的毛边，将铸件修理整齐，然后将其放入井式炉的金属篮内，进行淬火处理，淬火处理温度为440℃，淬火处理时间为9小时，再将所述铸件放入水中，水温为90℃，处理时间为20分钟，完成后将所述铸件放入回火炉内，进行时效处理，时效处理温度为180℃，时效处理时间为10小时。7、将铸件放入至喷砂机中，喷砂25分钟，得到汽车配件。实施例3本实施例的铝合金采用下列重量配比的原料：Mg：0.8％；Si：0.5％；B：0.05％；Ti：0.12％；Cu：0.15％；Cr：0.1％；Zr：0.1％；Fe：0.1％；Sn：0.4％；Co：0.1％；Sc：0.01％；Hf：0.04％；剩余部分由Al进而不可避免的杂质构成。本实施例还提供一种汽车配件的压铸方法，包括以下步骤：1、将纯铝锭加热至750℃熔化，熔化后的铝液保温35分钟；使纯铝锭充分熔化，再向铝液中加入硅熔化，随后将温度降至680℃，将镁完全压入合金液中；2、升温725℃，去除浮渣，将剩余的合金的组分加入合金液中，保温45分钟，随后升温至880℃进行精炼，保温25分钟，去除杂质。3、将步骤2获得的熔融体降温至625℃，使用惰性气体除气除渣，再进行炉前成分分析，合格后将合金液导入保温炉，温度维持在880℃，通过合金液中的碳棒将干燥的高纯氮气吹入合金液，吹起时间为12分钟，去除合金液中的气体。4、合模，直到模具分型面有一间隙，停止合模，向上述的间隙中通入氧气，通入氧气时间为12分钟，然后继续合模，直到模具完全闭合，氧气是压力为0.45Mpa的氧气，通入氧气时间为13分钟。5、将模具预热至225℃，将合金液导入模具内，并向模具内注入氧气，之后进行压铸，待合金液冷却凝固后，打开模具，去除铸件，氧气是压力为0.2Mpa的氧气，通入氧气时间为10-20分钟。6、除去铸件的毛边，将铸件修理整齐，然后将其放入井式炉的金属篮内，进行淬火处理，淬火处理温度为500℃，淬火处理时间为9小时，再将所述铸件放入水中，水温为80℃，处理时间为12分钟，完成后将所述铸件放入回火炉内，进行时效处理，时效处理温度为200℃，时效处理时间为9小时。7、将铸件放入至喷砂机中，喷砂23分钟，得到汽车配件。分别对本发明实施例1-3制备的汽车配件的性能进行检测，结果如表1所示。表1本发明实施例1-3制备的汽车配件的性能结果项目抗拉强度(Mpa)延伸率(％)布氏硬度(HB)实施例14808125实施例24939.2120实施例34758.5122以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。当前第1页1 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