液态模锻加工铸造铝合金及其铸造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种液态模锻加工铸造铝合金及其铸造工艺；铝合金采用液态模锻技术，且按质量百分比由以下成为组成：Si：7‑8.0%，Cu：0.05‑0.1%；Mn：0.01‑0.05%；Mg：0.3‑0.45%；Zn：0.11‑0.17%；Fe：0.01‑0.12%；余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。液态模锻方法包括配料、熔炼铝合金液、精炼除气除渣、液态模锻成形和固溶时效处理。本发明专利技术液态模锻铝合金具有强度高、塑性好，轻便的优点，适合于液态模锻双轮车的受力结构件，如车身、车头等，从而使得制作的车头、车身更加轻便，用户在使用时更加省力。

Casting Aluminum Alloy by Liquid Die Forging and Its Casting Technology

The invention discloses a liquid die forging process for casting aluminium alloy and its casting process; the aluminium alloy adopts liquid die forging technology, and is composed of the following components according to the mass percentage: Si: 7 8.0%, Cu: 0.05 0.1%; Mn: 0.01 0.05%; Mg: 0.3 0.45%; Zn: 0.11 0.17%; Fe: 0.01 0.12%; the total amount of impurity elements is as follows:0.01 0.05%; The percentage of illumination quality should be controlled below 0.05%. The liquid forging process includes batching, melting liquid aluminium alloy, degassing and slag removal in refining, liquid forging and solid solution aging treatment. The liquid die forging aluminum alloy of the invention has the advantages of high strength, good plasticity and portability, and is suitable for the force-bearing structural parts of the liquid die forging double-wheeled vehicle, such as the body and the front of the vehicle, so as to make the manufactured head and body more portable and save labor for users in use.

【技术实现步骤摘要】
液态模锻加工铸造铝合金及其铸造工艺
本专利技术涉及铝合金液体模锻领域，尤其涉及一种液态模锻加工铸造铝合金及其铸造工艺。
技术介绍
液态模锻是将金属液在挤压力的直接作用下进行凝固成型的技术。液态模锻技术具有强力补缩功能，可以消除缩孔、气孔、热裂等缺陷，液态模锻件具有组织致密、力学性能高、尺寸精度高、可热处理强化等优点。液态模锻所具有的独特技术优势，非常适合于生产高强韧的金属材料。虽然现在汽车的所占比重越来越高，但是依旧有很多人选择自行车出现，自行车依旧是我们所无法或缺的代步工具，但是自行车的生产技术依旧是数年前的，对于车头、车身等部位，依旧采用传统的钢材，这样就无形中加重了自行车的质量，车身较重，使得骑行成为了一种负担；现有技术也提供了采用液态模锻得到的铝合金，但是得到的铝合金都用在汽车上，使用在汽车上和使用在双轮车上，所需要满足的标准肯定不同，在某些方面，双轮车对铝合金的要求更高，例如在强度或者耐腐蚀能力，此外传统的电动自行车肩盖结构件，外观上会有小坑，麻麻点点，不光滑，严重影响用户的体验。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种新型的铝合金材料，原材料易得，工艺更方便，满足自行车的车头、车身等受力结构需求，且质量更加轻便、强度高、可塑性好。为实现上述目的，本专利技术提供一种液态模锻加工铸造铝合金；所述铝合金采用液态模锻技术，且按质量百分比由以下成为组成：Si：7-8.0%，Cu：0.05-0.1%；Mn：0.5-1.3%；Mg：0.3-0.45%；Zn：0.11-0.17%；Fe：0.01-0.12%；余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。作为优选，所述铝合金采用液态模锻技术，且按质量百分比由以下成为组成：Si：7.3-7.7%，Cu：0.07-0.09%；Mn：0.7-1.1%；Mg：0.37-0.4%；Zn：0.137-0.148%；Fe：0.01-0.08%；余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。作为优选，其特征在于，按照质量百分比，各个成分的最佳选择为：Si：7.5%，Cu：0.08%，Mn：0.8%，Mg：0.37%，Zn：0.14%，Fe：0.05%，余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。本专利技术还公开了一种液态模锻加工铸造铝合金的铸造工艺，包括以下步骤：称量：按照液态模锻加工铸造铝合金的成分质量百分比，称取各种金属作为原材料进行配料；熔化：将各种金属采用高温熔化，得到液态状金属，然后加入按照其质量组分，进行搅拌混合，得到铝合金液；成型：当铝合金液的稳定在650-700℃时，将铝合金液在1200Pa-1500Pa的大气压下从下部挤压进料的模腔进行挤压，充型速度为0.2-0.3m/s，保压时间为1-2s条件下，将铝合金液模锻成铝合金；冷处理：将铝合金从模具中取出后，进行固溶和水淬处理，最终得到高强度的铝合金。作为优选，在将铝合金液灌入模具前，需要对模具进行预热处理，预热的温度为250-320℃，预热的时间不低于1小时。作为优选，所述熔化步骤中，首先将金属铝在真空环境中进行熔化，然后加入7-8%的单晶硅，待单晶硅完全溶于铝液中后，按照其质量比加入Cu：0.05-0.1%；Mn：0.5-1.3%；Mg：0.3-0.45%；Zn：0.11-0.17%；Fe：0.01-0.12%，搅拌均匀后得到铝合金液。作为优选，对应铝合金液还需进行精炼除气除渣处理，选取的精炼剂为氯盐或六氯乙烷、四氯化碳中的一种或多种混合。作为优选，在冷处理步骤中，在进行固溶处理时，采用500-540℃对铝合金进行固溶处理6-10小时，待固溶处理后，进行水淬处理，采用常温（25℃）的水进行处理，经过5-8小时的处理后，然后进行常温冷却，最终得到高强度的铝合金。本专利技术的有益效果是：首先本专利技术采用了特别优化的材料，采用特殊的成分配比，从而得到的铝合金的强度更高、塑形更好且更加轻巧，满足自行车的使用需求，符合国家的相关标准；第二，优化了铝合金的液态模锻工艺和热处理工艺，消除缩孔、气孔、热裂等缺陷，进一步提高液态模锻铝合金的强度和塑性；第三，原材料获取简单，生产工艺简便，可短时间内大量生产。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步地描述。在本申请中，Si在液态模锻铝合金中会和Al形成共晶液相，和Mg形成强化相，从而大大提高了铝合金的充型流动性、强度和机械加工性能,Si的含量越高，充型流动性和强度越高，但铝合金的塑性会降低，但是Si含量低于6.5%时，铝合金的流动性没办法满足液态，因此将Si选择7-8%的量，在牺牲一定伸长率的情况下，保证整个铝合金足有足够的流动性和塑性，良好的塑性，可将结构上的应力(超过屈服点的应力)重分布，从而避免结构过早破坏，从而满足自行车等两轮车辆的使用需求。Mg和Cu在液态模锻铝合金中主要作用是进一步增强铝合金的强度，Cu会和Al形成CuAl2强化相，增强液态模锻铝合金的强度，Mg、Cu含量越高，铝合金的强度也越高，但是如果Mg、Cu含量太低，Mg含量低于0.25%或者Cu含量低于0.05%时，会使得铝合金的强度达不到300MPa，但是若含量太高，则会导致铝合金的抗腐蚀能力下降，为了保证整体性能，特别将Mg的含量选择在0.3-0.45%之间，Cu含量选择在0.05-0.1%之间。Mn和Al的合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为0.8%时，延伸率达最大值；此外Mn在液态模锻铝合金中能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度,并能显著细化再结晶晶粒.再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用.MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁,形成（Fe、Mn）Al6,减小铁的有害影响。Fe在铝合金中的属于有害金属，会想办法除去，因为Fe会形成Al-Fe-Si系富Fe相形式存在与铝合金基体内，会严重割裂铝合金基体，但是若铝合金中含有微量的Fe，在铝合金进行出模时，出模会更加顺滑，不会产生毛边，提高了出模效率，因此控制Fe在0.01-0.12%。在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量从0.5%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，锌和镁的比例控制在2.7左右时，应力腐蚀开裂抗力最大。在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基强化效果在所有铝合金中最大，也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。下面对本专利技术液体模锻加工铸造铝合金及其工艺进行阐述。包括以下步骤：称量：按照所述液态模锻加工铸造铝合金的成分质量百分比，称取各种金属作为原材料进行配料；熔化：将各种金属采用高温熔化，得到液态状金属，在金属铝的液态状态下，加入7-8%的速溶硅，待硅熔化后，按照其质量比，加入Cu：0.05-0.1%；Mn：0.5-1.3%；Mg：0.3-0.45%；Zn：0.11-0.17%；Fe：0.01-0.12%，搅拌均匀后得到铝合金液，并进行精炼除气除渣；成型：当铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态模锻加工铸造铝合金，其特征在于；所述铝合金采用液态模锻技术，且按质量百分比由以下成为组成：Si：7‑8.0%，Cu：0.05‑0.1%；Mn：0.5‑1.3%；Mg：0.3‑0.45%；Zn：0.11‑0.17%；Fe：0.01‑0.12%；余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。

【技术特征摘要】
1.一种液态模锻加工铸造铝合金，其特征在于；所述铝合金采用液态模锻技术，且按质量百分比由以下成为组成：Si：7-8.0%，Cu：0.05-0.1%；Mn：0.5-1.3%；Mg：0.3-0.45%；Zn：0.11-0.17%；Fe：0.01-0.12%；余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。2.根据权利要求1所述的液态模锻加工铸造铝合金，其特征在于，所述铝合金采用液态模锻技术，且按质量百分比由以下成为组成：Si：7.3-7.7%，Cu：0.07-0.09%；Mn：0.7-1.1%；Mg：0.37-0.4%；Zn：0.137-0.148%；Fe：0.01-0.08%；余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。3.根据权利要求1所述的液态模锻加工铸造铝合金，其特征在于，按照质量百分比，各个成分的最佳选择为：Si：7.5%，Cu：0.08%，Mn：0.8%，Mg：0.37%，Zn：0.14%，Fe：0.05%，余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。4.一种液态模锻加工铸造铝合金的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：称量：按照液态模锻加工铸造铝合金的成分质量百分比，称取各种金属作为原材料进行配料；熔化：将各种金属采用高温熔化，得到液态状金属，然后加...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢清泉，
申请(专利权)人：深圳市拜尔克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44