铝合金制品及其制造方法技术

一种铝合金制品，它包含作为添加元素的３．０－４．２重量％的硅、０．４－０．６重量％的镁、０．２重量％或更低的铁以及总含量为０．５重量％或更低的锌、锰、镍、锡和铬。所述添加元素基本上不包括铜。所述铝合金制品是通过其形状锻造近似于成品形状的铸件而形成的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铝合金部件及其制造方法，所述的铝合金部件具有可压铸性和可锻性，并且具有优异的抗拉强度、屈服强度和延伸率等机械性能，而且具有高的耐蚀性。
技术介绍
按照惯例，广泛采用铸造-锻造法获得铝合金部件，在这种方法中，将铝合金基的熔融金属或原料铸入模具以获得近似于成品形状的铸件，然后所述铸件再通过使用锻压机热锻以获得铝合金部件。在下文阐述中，近似于成品形状的铸件被称之为近似形状铸件。例如，这一类型的铸模-锻造法适用于制造车辆悬架部件。不同类型的材料作为具有可以应用上述铸模-锻造法的成份的铝合金，已经经过评估，例如高度可锻性的JIS-A6061合金(铝膨胀材料)、高度可铸性的JIS-AC4CH和AC4C(铝铸造材料)以及介于铝膨胀材料和铝铸造材料之间的中间成份，这样的例子举不胜举。使用这些铝合金的铸造-锻造法公开于JP2002-302728A(对应于US2003/0010412A1)、日本专利第2551882号和JP06(1994)-073482A。以上参考文献中所公开的是重量轻并且具有较高机械性能的铝合金，它作为铝合金部件用来做车身底板(例如底盘管线)，比如车辆上臂或下臂。要求车身底板的成份具有较高的机械性能并且还要求具有高的耐蚀性。然而，上述参考文献中公开的铝合金部件重点在于改进其机械性能，而没有着重改善其耐蚀性。尤其是，按照JP2002-302728A，第0028段公开了通过铝合金部件含有铜并且通过得到以Al-Cu基的析出物，来增强铝合金部件的强度。同时，在其中公有的公开内容中指明，为了改善铝合金部件的耐蚀性，重要的是铝合金部件中只能存在相当低含量的铜。按照日本专利第2551882号，第0014段公开了，为了改善铝合金部件的强度，优选在铝合金部件中掺入0.2-0.5重量％的铜。同时，日本专利第2551882号基本没有涉及到铝合金部件耐蚀性的改善，甚至没有给出与耐蚀性相关的实验结果。此外，按照JP2002-302728A号和日本专利第2551882号，硅的含量设置得相当的低，以至铝合金部件可能不具有足够的可压铸性而不能被铸造。按照JP06(1994)-073482A，公开了一种铝合金部件，其组成是0.3重量％或更低的铜、2.5-4.0重量％的硅和0.4-0.5重量％的镁。采用50％或更高的压缩率锻造按以上具有上面所述组成的铝合金部件。按照上述锻造铝合金部件的方法，只要用于热锻铝合金部件的压缩率为50％或更高，即使铝合金部件中含有的铜含量被限制在0.3重量％或更低，也可以得到具有足够高的机械强度的铝合金部件。在这种情形下，0.3重量％或更低的铜含量有效地阻止了铝合金部件耐蚀性的降低。然而，如同JP06(1994)-073482A中图3和第0012段所说明的那样，铜的最佳含量为0.2重量％。也就是说，这些公开内容说明为了改善铝合金部件的机械性能，优选铝合金部件在其中含有铜。此外，JP06(1994)-073482A对铝合金部件中含有铜可能降低耐蚀性的这一情况只做了定性说明，并没有对改善其耐蚀性做充分的研究。显然，JP06(1994)-073482A也没有给出任何与铝合金部件的耐蚀性相关的实验结果。另外，铝合金部件不仅要求具有较高的机械强度使之能够用来做车辆悬架部件(例如车辆悬架臂)，还要求其具有优异的延伸率等机械性能。从而，需要提供一种铝合金部件以及其制造方法，所述的铝合金部件具有可压铸性和可锻性，并且具有优异的机械性能，比如锻造后的强度和延伸率，而且具有强耐蚀性。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，铝合金制品包含作为添加元素的3.0-4.2重量％的硅、0.4-0.6重量％的镁、0.2重量％或更低的铁以及总含量为0.5重量％或更低的锌、锰、镍、锡和铬。所述添加元素基本上不包括铜。所述铝合金制品是通过锻造其形状近似于成品形状的铸件而形成的。优选所述铝合金制品含有0.02重量％或更低的作为不可避免的杂质的铜。进一步优选所述铝合金制品含有0.01重量％或更低的作为不可避免的杂质的铜。根据本专利技术的另一个方面，制造铝合金制品的方法包含以下步骤铸造铝合金材料以获得其形状近似于成品形的铝合金铸件；并且采用30-50％范围内的压缩率热锻所述铸件。所述铝合金材料包含3.0-4.2重量％的硅、0.4-0.6重量％的镁、0.2重量％或更低的铁以及总含量为0.5重量％或更低的锌、锰、镍、锡和铬，所述添加元素基本上不包括铜。优选所述制造铝合金制品的方法进一步包含以下步骤在固溶热处理后冷却所述铝合金制品；和在155℃-165℃的温度、时效时间6-8小时的条件下对所述铝合金制品进行时效处理。进一步优选所述铝合金制品含有0.02重量％或更低的作为不可避免的杂质的铜。再进一步优选所述铝合金制品含有0.01重量％或更低的作为不可避免的杂质的铜。附图说明从下面结合附图的详细描述中，本专利技术上述及另外的特征和特点将变得更加显而易见。图1是根据本专利技术的实施方案，给出用于铸造铝合金的模具的视图。图2是图1所示的模具铸造出的近似形状铸件的示意图。图3是在锻模中锻造的近似形状铸件的横截面图。图4是用来说明检验耐蚀性的样品的形状的示意图。图5是用来说明检验耐蚀性的样品及该样品装配结构的示意图。图6是用来说明检验抗拉强度的样品的形状的示意图。具体实施例方式下面结合附图，详细说明本专利技术的实施方案。下面将阐述一个根据本专利技术的实施方案用来限定铝合金部件的成份的基本原则。硅(原子符号Si)是一种可以改善流动性和收缩倾向、减少铸造裂纹的产生并且改善可铸性的元素。铝合金中过多含量的硅会损害塑性应变并且降低伸长性和机械强度。因此，限定硅的含量大约为3.0-4.2重量％。当硅的含量低于3重量％时，不能充分达到上面所述的由铝合金部件上含有优选量的硅的效果。另一方面，当硅的含量超过4.2重量％时，将会破坏铝合金部件的机械强度。如上所述，优选铝合金部件含有大约3.0-4.2重量％的硅，更优选含有大约3.0-4.0重量％的硅。镁(原子符号Mg)是一种当镁与硅共存时能够在铝合金部件中沉积化合物Mg2Si的元素。通过铝合金部件中化合物Mg2Si的析出硬化，镁有助于改善抗拉强度和屈服强度等机械性能。然而，当铝合金部件中镁的含量过高时，可能会降低铝合金部件的延伸率和冲击值。因此，限定镁的含量大约为0.4-0.6重量％。如上文所述，根据本专利技术的实施方案，通过使铝合金部件中基本上不含有铜(原子符号Cu)，可以在极大地改善铝合金部件的耐蚀性。按照惯例，强调了这样一种观点，其中为了改善例如用于车辆悬架部件(比如车辆的悬架臂)的铝合金部件的机械强度，铜是必不可少的。然而，根据本专利技术的实施方案的铝合金部件的制造方法却能够制备其中基本上不含有铜的铝合金部件。制造出的铝合金部件具有优异的机械强度和耐蚀性。因此，如果情况允许，优选铝合金部件其中不含有铜。备选地，铝合金部件可以在其中含有作为不可避免的杂质的铜。当铝合金部件中含有作为不可避免的杂质的铜时，可以限定铜的含量大约为0.02重量％或更低。而且，当更加严格地限制铝合金部件中不可避免的杂质的铜含量时，可以限定铜的含量大约为0.01重量％或更低。铁(原子符号Fe)会造成铝合金部件的多孔性并且影响其可压铸性。铁还会破坏铝合金部件的塑性形变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金制品，其通过锻造其形状近似于成品形状的铸件而形成的，其特征在于：所述铝合金制品包含作为添加元素的３．０－４．２重量％的硅、０．４－０．６重量％的镁、０．２重量％或更低的铁以及总含量为０．５重量％或更低的锌、锰、镍、锡和铬，其中所述添加元素基本上不包括铜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高木克己，
申请(专利权)人：爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]