一种铝合金及铝合金铸件制备方法技术

技术编号:19735444 阅读:47 留言:0更新日期:2018-12-12 03:08
本发明专利技术涉及一种铝合金及铝合金铸件制备方法,以所述半固态压铸铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10‑12重量%的Si、0.5‑2.0重量%的Cu、0.35‑0.8重量%的Mn、0.05‑0.15重量%的Ti、0.2‑1.0wt重量%的Mg、0.05‑0.5重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金,所述铝合金由半固态压铸形成。本发明专利技术的铝合金具有良好的力学性能和铸造性能,其抗拉强度不低于400MPa,屈服强度不低于320MPa,延伸率不低于6%。本发明专利技术的铝合金的制备的方法采用半固态压铸铝合金进行半固态压铸,该方法可以成型出各种复杂零部件,提高了铸件的力学性能,同时减少了铸件缺陷,提高了成品率。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金及铝合金铸件制备方法
本专利技术涉及合金领域,具体地,涉及一种铝合金及铝合金铸件的制备方法。
技术介绍
压铸是一种液态成型方式,由于压射速度快,液体在模腔中容易形成紊流,将模腔中的空气卷入产品中;在液体碰到模具瞬间温差较大,表面的液体快速凝固,增加了芯部液体流动阻力,因此不能很好的融合进而形成冷隔,同时合金在熔炼、铸造过程中由于引入氧化物或一些其它杂质,最终也导致产品性能降低。随着3C和汽车产品的迅猛发展,压铸铝合金得到快速应用,到20世纪80年代,美国68%的铝合金构件采用压铸技术生产,目前,工业使用的压铸铝合金主要有铝硅合金、铝镁合金、铝锌合金、铝硅铜合金以及铝硅镁合金。普通压铸最常用的压铸合金是ADC12,其屈服强度约190MPa,抗拉强度约280MPa,延伸率2-3%,不能进行热处理强化。而变形铝合金(包括挤压、锻造、轧制等用铝合金)尽管力学性能高,且性能稳定,但由于工艺条件苛刻,装备要求高而不能成型复杂的零部件,无法实现汽车零部件的简约化、集成化发展需求。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种铝合金及铝合金铸件的制备方法,该铝合金兼有高强度和高塑性,能够进行高压铸造,既能成型出各种复杂零部件,而且能够保证较高的力学性能。为了实现上述目的,本专利技术提供一种铝合金,以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10-12重量%的Si、0.5-2.0重量%的Cu、0.35-0.8重量%的Mn、0.05-0.15重量%的Ti、0.05-0.5重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金,所述铝合金由半固态压铸形成。本专利技术还提供一种铝合金铸件的制备方法,该方法包括:将铝合金原料进行配比熔炼后进行半固态压铸,得到铝合金铸件;所述铝合金原料使所得到的半固态压铸铝合金铸件的组成包括:以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10-12重量%的Si、0.5-2.0重量%的Cu、0.35-0.8重量%的Mn、0.05-0.15重量%的Ti、0.05-0.5重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金。本专利技术的铝合金,通过控制合金元素的组成及含量,并结合特殊的半固态的成型工艺,消除产品在铸造过程中产品的缺陷,使其性能进一步提升,且增加稳定性,由于大大消除了铸造缺陷,所以可以进行热处理强化。通过添加金属元素钛与稀土元素,不仅可以细化晶粒,提高合金的强度与塑性,同时可以改善合金流动性,提高压铸铝合金的压铸性能。通过添加金属元素铜,与钛形成了Ti2Cu3相,分布晶界处,使合金拉伸时的晶界滑移受到有效抑制,从而提升合金强度。本专利技术的铝合金可以用半固态的方法成型出各种复杂零部件,提高了铸件的力学性能,同时减少了铸件缺陷,提高了成品率。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。本专利技术公开了一种铝合金,以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10-12重量%的Si、0.5-2.0重量%的Cu、0.35-0.8重量%的Mn、0.05-0.15重量%的Ti、0.2-1.0重量%的Mg、0.05-0.5重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金,所述铝合金由半固态压铸形成。根据本专利技术所提供的铝合金,通过调整优化合金元素组成和含量,加入稀土元素和钛元素,稀土元素和钛元素产生协同效果,在细化晶粒的同时,增加了熔体流动性,提高了铸造性能。根据本专利技术的铝合金,组成成分在上述范围内时,可以在获得良好的铸造性能的同时,获得高机械性能。采用该配方得到的半固态压铸铝合金的抗拉强度不低于400MPa,屈服强度不低于320MPa,延伸率不低于6%。本专利技术中,为了进一步提高所述铝合金的力学性能与铸造性能,优选地,以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10.5-11.5重量%的Si、1.0-2.0重量%的Cu、0.5-0.65重量%的Mn、0.09-0.11重量%的Ti、0.5-0.7重量%的MG、0.25-0.35重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金。根据本专利技术所述的铝合金,所述稀土元素的种类没有特别的限制,可以为本领域技术人员所熟知的常规种类,可以为单一种类的稀土元素或混合稀土,为了降低原料成本,优选地,所述稀土元素包括La、Ce、Pr、Nd和Er中的至少一种。进一步优选地,可以采用纯La稀土元素。根据本专利技术所提供的铝合金,所述铝合金的纯度是影响铝合金性能的重要因素之一,为了使本专利技术的铝合金性能优良,优选地,所述铝合金中不可避免的杂质元素的含量不超过0.8%,具体地,所述Fe的含量小于0.1重量%,Pb的含量小于0.05重量%,Sb的含量小于0.25重量%,Zn的含量小于0.25重量%,Cr的含量小于0.25重量%。本专利技术中,在铝合金中添加金属元素钛,可以细化晶粒,提高合金的强度与塑性,改善合金流动性,提高铸造性能;同时,添加金属元素铜,可以与钛形成Ti2Cu3相,分布于晶界处,使合金拉伸时的晶界滑移受到有效抑制,从而提升合金强度。为了进一步提高上述两种元素对所述半固态压铸铝合金性能的提升效果,优选地,所述Ti和Cu的重量含量之可以比为1:(3-40),优选为1:(10-20)。本专利技术还提供一种铝合金铸件的制备方法,将铝合金原料进行配比熔炼后进行半固态压铸,得到铝合金铸件;所述铝合金原料使所得到的半固态压铸铝合金铸件的组成包括:以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10-12重量%的Si、0.5-2.0重量%的Cu、0.35-0.8重量%的Mn、0.05-0.15重量%的Ti、0.05-0.5重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金。根据本专利技术所提供的制备方法,为了得到具有更高机械性能的铝合金铸件,在优选的情况下,以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10.5-11.5重量%的Si、1.0-2.0重量%的Cu、0.5-0.65重量%的Mn、0.09-0.11重量%的Ti、0.2-1.0重量%的Mg、0.25-0.35重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金。根据本专利技术所提供的制备方法,所述熔融可以在熔炼炉内进行,向熔炼炉内加入的铝合金原料可以是单质也可以是金属合金,只要加入的铝合金原料熔炼后得到的铝合金中的组成成分在上述范围内即可。在优选的情况下,所述铝合金原料可以为单质铝或铝的合金、单质硅或含硅的合金、单质铜或铜的合金、单质锰或锰的合金、单质钛或钛的合金、以及稀土元素单质或含有稀土的合金。在更优选的情况下,上述铝合金原料为单质铝、Al-Si合金、Al-Ti合金、Al-Cu合金、Al-Mn合金和Al-Re中间合金。另外,为了避免引入杂质元素影响铝合金的性能,优选金属单质的纯度为99.9重量%以上,合金中合金元素的合计含量为99.9重量%以上。根据本专利技术所提供的制备方法,通过将铝合金原料进行配比熔炼后进行半固态压铸得到所述半固态压铸铝合金铸件,所述熔炼和半固态压铸可以采用常规的方法和操作条件,本专利技术不作特殊的要求。本专利技术所提供的方法,优选地,包括以下步骤:S1、形成熔融物料:将铝合金原料熔融,得到熔融后的物料;形成熔融物料的具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金,其特征在于,以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10‑12重量%的Si、0.5‑2.0重量%的Cu、0.35‑0.8重量%的Mn、0.05‑0.15重量%的Ti、0.2‑1.0wt重量%的Mg、0.05‑0. 5重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金,所述铝合金由半固态压铸形成。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金,其特征在于,以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10-12重量%的Si、0.5-2.0重量%的Cu、0.35-0.8重量%的Mn、0.05-0.15重量%的Ti、0.2-1.0wt重量%的Mg、0.05-0.5重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金,所述铝合金由半固态压铸形成。2.根据权利要求1所述铝合金,其特征在于,以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10.5-11.5重量%的Si、1.0-2.0重量%的Cu、0.5-0.65重量%的Mn、0.09-0.11重量%的Ti、0.5-0.7wt重量%的Mg、0.25-0.35重量%的稀土元素、不可避免的杂质和余量的铝合金。3.根据权利要求1所述的铝合金,其特征在于,所述稀土元素包括La、Ce、Pr、Nd、Er中的至少一种。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的铝合金,其特征在于,所述铝合金的抗拉强度不低于400MPa,屈服强度不低于320MPa,延伸率不低于6%。5.一种铝合金铸件的制备方法,其特征在于,该方法包括:将铝合金原料进行配比熔炼后进行半固态压铸,得到铝合金铸件;所述铝合金原料使所得到的半固态压铸铝合金铸件的组成包括:以所述铝合金的总重量为基准,所述合金元素包括:10...

【专利技术属性】
技术研发人员:菅永喜张春萌郭强
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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