高弹性过共晶铝合金及其制造方法技术

本文所公开的是一种高弹性过共晶铝合金，包括钛(Ti)和硼(B)，其中Ti:B的组成比例为3.5～5:1，包括的硼(B)的量为0.5～2wt％，且同时包括Al3Ti和TiB2作为增强剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高弹性过共晶铝合金，其因作为增强剂的Al3Ti和TiB2可具有改 善的弹性，且可通过一般铸造或通过连续铸造来进行铸造。此外，提供一种制造该高弹性过 共晶铝合金的方法。
技术介绍
本专利技术涉及一种高弹性铝材料，其可具有改善的强度以及噪声、振动和声振粗糙 度（NVH)特性。 常规的铝合金通过形成可为粉末形式的增强剂例如金属化合物、碳纳米管（CNT) 等来制造。然而，价格竞争力可能会降低。此外，当在合金铸造过程中施用粉末形式的增强 剂时，与铝（Al)基质的润湿性和分散性可能会降低。特别地，过共晶铝铸造材料在以下方 面可能有问题，其制造过程被限制为低压铸造过程，且其加工因存在粗Si粒子而较困难。 为了克服这些问题，过共晶铝铸造材料的加工性和成型性可通过增加冷却速度和细化增强 剂来改善。 因此，为达到最大的弹性模量并保证再现性，高弹性材料可通过形成作为增强剂 的钛化合物如Al3Ti和TiB2而得到优化，并极大地促进弹性的改善。此外，具有这种均匀的 增强剂的高弹性材料可被应用于一般铸造工艺，包括高压铸造。 应当理解，前面的描述仅为帮助理解本专利技术而提供，不意味着本专利技术落在本领域 技术人员已经知晓的相关技术的范围内。
技术实现思路
本专利技术可提供解决上述问题的技术方案，并提供高弹性过共晶铝合金。由于可作 为增强剂包括在高弹性过共晶铝合金中的Al3Ti和TiB2两者，本专利技术中的新型高弹性过共 晶铝合金的弹性可得到显著改善。此外，高弹性过共晶铝合金可通过一般铸造及连续铸造 来铸造。另外，本专利技术提供一种制造高弹性过共晶铝合金的方法。 在一方面，提供一种新型高弹性过共晶铝合金。在示例性实施方式中，高弹性过共 晶铝合金可包括：钛（Ti)和硼（B)。高弹性过共晶铝合金的Ti:B组成比例可在约3. 5:1至 约5:1之间，且可以以约0. 5~2wt%的量包括硼（B)。特别地，可同时包括Al3Ti和TiB2 作为增强剂。 应当理解，本文公开的合金成分的重量百分比基于合金的总重量，除非另外说 明。在示例性实施方式中，高弹性过共晶铝合金可包括：量为约4. 5wt%的铜（Cu),量为 约0.60wt%的镁（Mg),量为约17~19wt%的硅（Si),量为约0.50wt%的锌（Zn),量为约 0? 5~2wt%的硼（B)，量为约4~6wt%的钛（Ti)，以及余量的铝（Al)。特别地，Ti:B的 组成比例可在约3. 5:1至约5:1之间，且可同时包括Al3Ti和TiB2作为增强剂。 本专利技术还提供由所公开的材料组成或基本上由所公开的材料组成的上述合金。例 如，提供一种高弹性过共晶铝合金，其由以下组成或基本上由以下组成：量为约4. 5wt%的 铜（Cu),量为约0.60wt%的镁（Mg),量为约17~19wt%的硅（Si),量为约0.50wt%的锌 (Zn)，量为约0. 5~2wt%的硼（B)，量为约4~6wt%的钛（Ti)，以及余量的铝（Al)。特别 地，Ti:B的组成比例可在约3. 5:1至约5:1之间，且可同时包括Al3Ti和TiB2作为增强剂。 在另一方面，本专利技术提供一种制造高弹性过共晶铝合金的方法。在示例性实施方 式中，该方法可包括以下步骤：将Al和Al-B母合金，以及Al-Ti母合金或Ti材料引入熔融 炉；第一次搅拌熔融金属，以促进反应；引入添加剂；以及第二次搅拌熔融金属。在引入Al 和Al-B母合金的过程中，Ti:B的组成比例可在约3. 5:1至约5:1之间，且以0. 5~2wt% 的量包括B，从而制备熔融金属。在第一次搅拌的过程中，可同时形成Al3Ti和TiB2作为增 强剂。在第二次搅拌的过程中，所形成的增强剂可均匀分散在熔融金属中。特别地，Al-B母 合金可包括：量为约3~8wt%的硼（B)以及余量的错（Al),且Al-Ti母合金可包括量为约 5~IOwt%的钛（Ti)以及余量的Al。 进一步提供的是包括本文所公开的一种或多种合金的车辆及车辆部件。优选的是 包括本文所公开的合金的车辆部件。 本专利技术的其它方面在下文公开。【具体实施方式】 应理解，本文使用的术语"车辆"或"车辆的"或其它类似术语包括通常的机动车， 例如，包括多功能运动车（SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶 的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其 它代用燃料车（例如，来源于石油以外的资源的燃料）。如本文所提到的，混合动力车是具 有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。 本文使用的术语仅仅是为了说明【具体实施方式】的目的而不是意在限制本专利技术。如 本文所使用的，单数形式"一个、一种（a、an) "和"该（the) "也意在包括复数形式，除非 上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语"包括（comprises和/或 comprising) "是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添 加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语 "和/或"包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。 在下文中，将详细描述本专利技术的各种示例性实施方式，但本专利技术不限于此。 本专利技术涉及一种高弹性过共晶铝合金。该高弹性过共晶铝合金由于作为增强剂的 Al3Ti和TiB2两者可具有改善的弹性，且由于初级硅（Si)的相当低的加工温度或结晶温度 可通过一般铸造以及连续铸造进行铸造。 根据本专利技术的示例性实施方式的高弹性过共晶铝合金可包括：钛（Ti)和硼（B)。 高弹性过共晶铝合金的Ti:B组成比例可在约3. 5:1至约5:1之间，且可以以约0. 5~2wt% 的量包括硼（B)。特别地，可同时包括Al3Ti和TiB2作为增强剂。 对相关技术中作为过共晶铝合金的铝合金，硅（Si)的含量可限制在约17~ 19wt%的范围内，硼（B)的含量可设定在约0.5~2wt%的范围内，以便使钛化合物如 TiB2(570GPa)或Al3Ti(220GPa)的形成最大化，这可最有效地改善弹性。另外，作为基础合 金体系，Ti:B的组成比例可设定在约3. 5至约5:1的范围内。 如本文所使用的作为铸造用铝合金的主要元素的硅（Si)可对流动性和铸造质量 具有较大影响，并改善弹性。然而，当以19wt%或更大的量加入娃（Si)时，可形成初级Si粒子，因此铝合金的微观结构可能不均匀，且其加工性可能劣化。在本专利技术的示例性实施方 式中，包括大量Si的铝合金需要连续铸造工艺而非一般铸造工艺，且需要后成型工艺。在 本专利技术的示例性实施方式中，出于获得即使在施用一般铸造工艺如重力铸造、低压铸造等 时仍具有均匀且精细结构的铝合金的目的，Si在合金体系中的含量可为17~19wt%。 在根据示例性实施方式的过共晶铝合金中，Ti和B可以是最重要的元素，因为当 将Ti和B加入铝时可形成TiB2和Al3Ti作为增强剂。特别地，当Ti:B的组成比例为约 3. 5:1或更低时，可能形成TiB2而基本上不形成Al3Ti,因此弹性的改善可能不充分。此外， 当Ti:B的组成比例为约6:1或更高时，铝合金的熔点可提高至约800°C或更高，因此可在熔 融金属中产生相当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高弹性过共晶铝合金，包括：钛(Ti)和硼(B)，其中Ti:B的组成比例为约3.5～5:1，包括的硼(B)的量为约0.5～2wt％，且同时包括Al3Ti和TiB2作为增强剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴训模，李太揆，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR