一种高性能铝合金压铸材料及其制备方法与流程

文档序号:36101529发布日期:2023-11-21 15:42阅读:88来源:国知局

本发明涉及铝合金材料,特别指一种高性能铝合金压铸材料及其制备方法。


背景技术:

1、为了保证汽车的安全行驶,汽车工业对零部件的机械性能有非常严格的要求。通常情况下,汽车零部件必须具有较高的强度和良好的塑性。较高的强度可以使汽车零部件在服役的过程中不易发生严重的变形导致零部件失效;良好的塑性可以使汽车零部件在服役过程中不易发生突然的断裂导致灾难的出现。。

2、如授权公开号为cn115125420b的中国发明专利提供了一种可免热处理高性能结构件铸造铝合金及其制备方法,所述铝合金包括如下质量百分比的各组分:si:6.0%~8.5%、mg:0.05%~0.40%、cu:0.50%~0.85%、cr:0.20%~0.60%、e r:0.01%~0.10%、mn:0.45%~0.75%、zn:0.1%~3.0%、v:0.04%~0.14%、ni:0.01%~0.1%、ba≤0.1%、y≤0.1%、fe≤0.16%,余量为al。其中该方案测试结果如下:

3、 屈服强度(mpa) 抗拉强度(mpa) 延伸率(%) 实施例1 215.8 300.22 9.21 实施例2 203.2 296.41 9.96 实施例3 211.89 290.91 8.99 实施例4 208.67 295.45 8.03 实施例5 212.92 296.78 7.96

4、采用该发明提供的制备方法能够将铝合金在免固溶热处理的情况下,还具有优异的力学性能,满足使用要求。但是上述技术方案虽然减少固溶处理这个步骤,但是得到的铝合金的力学性能还是不能满足汽车零件的强度要求。

5、因此,针对上述不足现有技术还有待改进。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种高性能铝合金压铸材料及其制备方法。

2、为了达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:

3、本发明提供一种高性能铝合金压铸材料,包括以下重量百分比的各组分:si:6.0~10.0wt.%;mg:2.0~3.5wt.%;zn:1.0~1.5wt.%;cu:0.5~0.8wt.%;mn:0.2~0.5wt.%;re:0~1.0wt.%;ti:0.1~0.2wt.%;sr:0.01~0.03wt.%;余量为al和不可避免的杂质,其中,所述杂质中的fe元素≤0.15wt.%,杂质元素总量≤0.3wt.%,所述re为稀土元素。

4、根据以上方案,所述re为la、ce、y、gd稀土元素中的一种或多种。

5、本发明提供一种高性能铝合金压铸材料的制备方法,包括以下步骤:

6、1)按照合金的化学组成配料,所述si、zn、cu、mn、re、ti、sr分别以al-si、al-zn、al-cu、al-mn、al-re、al-ti、al-sr中间合金的方式加入,al和mg是以纯al和纯mg的方式加入;

7、2)将纯al、al-si、al-zn、al-cu、al-mn、al-re、al-ti加入到熔炼炉中加热熔化,熔化温度为750-780℃,待合金液完全融化后,再加入纯mg熔化,搅拌得均匀合金液;

8、3)在制得的合金液中加入精炼剂,对合金液进行精炼,精炼完成后对合金液进行扒渣处理后转移到转运包中;

9、4)对转运包中的合金液进行除气处理;

10、5)将转运包中的合金液倒入压铸机的机边炉中,补充加入al-sr中间合金,熔化搅拌均匀;

11、6)调节压铸机的机边炉中合金液温度至680-700℃,对该合金液进行压铸;

12、7)对压铸成型的材料进行t6热处理。

13、根据以上方案,步骤3)中所述精炼剂添加重量比为1.0~2.5‰,精炼时间为10-30min。

14、根据以上方案,步骤4)中所述除气处理采用氮气或氩气除气,合金液的温度为700-720℃,除气时间为30-40min,除气时氮气或氩气的流量为10-25l/min,气体出口压力为0.4-0.5mpa,除气转子转速为250-450r/min。

15、根据以上方案,步骤5)中由于sr元素容易烧损,压铸时应每隔3-4h补充一次al-sr中间合金。

16、根据以上方案,步骤6)中压铸的压力为60-80mpa,压射速度为30-50m/s,模具温度为200-280℃。

17、根据以上方案,步骤6)中t6热处理的具体工艺为先进行固溶处理,固溶处理的温度为500-550℃,时间为30-40min,然后时效处理,时效处理的温度为160-180℃,时间为120-180min。

18、本发明的有益效果:

19、(1)本发明提供的一种高性能铝合金压铸材料具有良好的压铸性能和优异机械性能,可满足多种汽车零部件对材料性能的要求。该材料的屈服强度为:210~240mpa;抗拉强度为:300~350mpa;延伸率为:6~10wt.%。

20、(2)本发明提供的一种高性能铝合金压铸材料优异的机械性能来自于组成该材料多种化学元素的相互配合、相互作用的结果。

21、其中:6.0~10.0wt.%的si元素赋予该材料良好的流动性能,在压铸过程中能够顺利地填充模具;2.0~3.5wt.%的mg元素是该材料强化相的主要来源,在t6热处理过程中mg元素和si元素会形成mg2si强化相,显著提高材料的屈服强度和抗拉强度,本发明应严格控制mg元素的含量;1.0~1.5wt.%的zn元素可以与合金中的mg元素结合生成mgzn2强化相,增强合金机械性能。0.5~0.8wt.%的cu元素一方面可以增强该材料的机械性能,一方面可以提高该材料的耐腐蚀性能;0.2~0.5wt.%的mn元素可以减弱fe元素对合金塑性的不利影响,同时有利于压铸材料的脱模;0~1.0wt.%的re元素可以增强该材料的机械性能,另外,在合金制备过程中,re元素可以与空气中的氧气反应,起到净化溶体的效果;0.1~0.2wt.%的ti元素可以细化合金的晶粒,同时提高该材料的强度和塑性;0.01~0.03wt.%的sr元素起到变质的作用,改变合金中si相的形貌,明显提高材料的塑性。合金中杂质fe元素的含量不应超过0.15wt.%,否则,材料的塑性将会受到一定的影响。

22、(3)本发明提供的一种高性能铝合金压铸材料由于添加了较高含量的mg元素(2.0~3.5wt.%),使该材料具有十分明显的固溶+时效强化效果,在进行t6热处理后,该材料的强度将得到显著增加。

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