一种铸造铝合金的制备方法技术

本发明专利技术公开一种铸造铝合金的制备方法，其中包括步骤：压力铸造包括8.5‑12.5重量％的硅、最多0.15重量％的铁，0.25‑0.65重量％的镁，最多0.5重量％的铜，最多0.80重量％的锰，最多0.25重量％的锌，最多0.25重量％的铬，最多0.03重量％的钛，0.01‑0.06重量％的锶，0.01‑0.15重量％的硼，最多为0.5重量％的杂质，其余为铝的铝合金；和在所述铝合金处于铸态时，经过人工时效过程处理，其中借助所述铸造铝合金的制备方法制造的所述铸造铝合金具有在铸态条件下>135MPa的拉伸屈服极限Rp0.2，和同时>8％的断裂延伸率A，或在人工时效(T5)热处理后>180MPa的拉伸屈服极限Rp0.2，和同时>8％的断裂延伸率A，或在固溶+人工时效(T6)热处理后>280MPa的拉伸屈服极限Rp0.2，和同时>10％的断裂延伸率A。

【技术实现步骤摘要】
一种铸造铝合金的制备方法
本专利技术涉及合金制备领域，尤其涉及一种铸造铝合金的制备方法。
技术介绍
铸造成型技术是金属材料零部件最为常用的成型方法之一，广泛的应用于航空航天，汽车，能源，消费电子等行业。铸造铝合金部件是最为常见的铸件类型，具有轻量化，结构复杂，易回收等优点。随着各行业如汽车行业发展的需要，由铸造铝合金制成的汽车零部件要求具有高应力、高塑性。在压力铸造成型工艺生产的铝合金部件中，特别是形状复杂，壁厚不均匀的部件中，铝合金材料的流动性和凝固特性对产品的性能，价格等影响特别大。特别是汽车零部件往往都具有集成度高，应力集中，碰撞安全要求苛刻等特点。如今，随着轻量化等需求的日益提升，压力铸造成型薄壁复杂结构件对材料的强度和塑性的要求提高到了一个更高的水平。为了满足高强度高塑性的铸造铝合金材料方面要求，以及流动性和凝固特性等工艺方面的要求，需要对铸造铝合金材料进行重新设计，特别是真空压力铸造技术大规模应用以后，可以对薄壁压力铸件进行热处理，因此，可以从材料设计和热处理工艺优化结合，大幅度提到铸件产品的强度和耐疲劳性能。目前，为了实现高强度和高塑性部件的要求，特别是具有良好铸造流动性和延展性，最为常用的AlSi10MnMg类型的铸造部件，铸态性能大约在120MPa左右的拉伸屈服极限强度Rp0.2和4％-5％的断裂伸长率A。这类部件大都需要进行热处理，例如按照高温固溶+淬火+人工时效(T6)或者高温固溶+淬火+稳定化过时效(T7)。通过T6热处理，AlSi10MnMg的性能可达到大于190MPa左右的拉伸屈服极限强度Rp0.2和至少7％的断裂伸长率A。T6态的强度提升主要来自于Mg2Si的沉淀析出相强化机理，此外，高温固溶过程中(450℃-510℃)，铸态组织中的层片状共晶硅发生了明显的球化现象，对塑性的提升非常明显。因此，通过T6热处理可大幅提高铝合金部件的强度和塑性。但是这种铸造上方法只适于硅含量较低(最多5重量％的硅)的铝合金铸造部件，如果铝合金中硅的含量超过5重量％，并采用这种方式制备铝合金，则反而使得铝合金的性能降低，使得形成的铝合金的晶粒粗大，进而影响铝合金的稳定性和强度。此外，目前压力铸造工艺过程中，由于部件的不同部位冷却条件不一致，特别是靠近浇注系统和原理浇注系统的模具温度和熔体问题都不一致，导致铸件不同部位的性能差异很大。此外，由于压力铸造工艺过程都有分为浇注过程和模具型腔的填充过程，在浇注过程中，金属液会与料筒(shot-sleeve)接触形成粗大的初生铝相，这些初生铝相在压力的作用下进入模具型腔，导致铸件凝固过后内部组织的不均匀性，极大的影响了铸件性能的稳定性。例如，K.Hoch等人，“Silafont-36,thenewlow-ironhigh-pressuredie-castingalloy”，lightmetals，1995，第1011-1018页中提到的AlSi10MnMg合金，在1012页的图2(a)中，可明显的发现具有粗大的枝晶状组织与细小的晶粒混合存在的特征。此外，除了对高强度和高塑性的要求之外，压力铸造工艺生产的部件还需要具有良好的耐腐蚀性能和可焊接性能和疲劳性能，另外，压力铸造铝合金产品还需要具有良好的尺寸稳定性，以保证热处理之后具有可装配性能。尽管公开号为CN104471090B的专利中公开了一种铝合金，另外，这种铝合金的金相组织有明显的枝晶组织，从而限制了这种铝合金的强度和和延展性，如图1所示。
技术实现思路
本专利技术的一个优势在于提供一种铸造铝合金的制备方法，其中通过所述铸造铝合金的制备方法制造的所述铸造铝合金具有高强度和韧性的同时，也具有组织均匀性，尤其具有成分可控的均匀微观组织，以供生产出高应力和耐疲劳的高品质轻量化薄壁部件。本专利技术的一个优势在于提供一种铸造铝合金的制备方法，其中通过所述铸造铝合金的制备方法制造的所述铸造铝合金具有在铸态条件下>135MPa的拉伸屈服极限Rp0.2，和同时>8％的断裂延伸率A，或在人工时效(T5)热处理后>180MPa的拉伸屈服极限Rp0.2，和同时>8％的断裂延伸率A，或在固溶+人工时效(T6)热处理后>280MPa的拉伸屈服极限Rp0.2，和同时>10％的断裂延伸率A。本专利技术的一个优势在于提供一种铸造铝合金的制备方法，其中通过所述铸造铝合金的制备方法制造的所述铸造铝合金具有成分可控的微观组织，进而能够确保良好的可铸性和磨具填充性以及良好的凝固性。本专利技术的一个优势在于提供一种铸造铝合金的制备方法，其中通过所述铸造铝合金的制备方法制造的所述铸造铝合金就有良好的耐腐蚀性和可焊接性的同时，还具有良好的尺寸稳定性，进而保证了所述铸造铝合金的可装配性。为达到上述优势，本专利技术提供一种铸造铝合金的制备方法，其中所述铸造铝合金的制备方法包括步骤：压力铸造包括8.5-12.5重量％的硅、最多0.15重量％的铁，0.25-0.65重量％的镁，最多0.5重量％的铜，最多0.80重量％的锰，最多0.25重量％的锌，最多0.25重量％的铬，最多0.03重量％的钛，0.01-0.06重量％的锶，0.01-0.15重量％的硼，最多为0.5重量％的杂质，其余为铝的铝合金；和在所述铝合金处于铸态时，经过人工时效过程处理，优选地，其中所述铸造铝合金在铸态时，经过人工时效过程(T5)，即：Ta：(80-200)℃和(120-600)分钟高温固溶；Tb：(40-80)℃温水淬火；以及Tc：(140-220)℃(60-240)分钟人工时效。优选地，在人工时效过程(T5)的T1中，高温固溶的温度被实施为100℃。优选地，在人工时效过程(T5)的T1中，高温固溶的时间被实施为300分钟。优选地，在人工时效过程(T5)的T2中，淬火的温度为60℃。优选地，在人工时效过程(T5)的T3中，人工时效的温度为150℃。优选地，在人工时效过程(T5)的T3中，人工时效的时间为300分钟。优选地，其中所述铸造铝合金在铸态时，经过人工时效(T6)，即T1：(460～550)℃和(120～600)分钟高温固溶；T2：(40～80)℃温水淬火；T3：(140～220)℃×(60～240)分钟人工时效，该过程可大幅提高铸件的屈服强度，且延伸率有所上升。优选地，在人工时效过程(T6)的T1中，高温固溶的温度被实施为500℃。优选地，在人工时效过程(T6)的T1中，高温固溶的时间被实施为300分钟。优选地，在人工时效过程(T6)的T2中，淬火的温度为60℃。优选地，在人工时效过程(T6)的T3中，人工时效的温度为150℃。优选地，在人工时效过程(T6)的T3中，人工时效的时间为200分钟。附图说明图1示出了一现有技术中的铝合金金相组织的示意图。图2示出了经过本专利技术一种铸造铝合金的制备方法制成的一铸造铝合金的金相组织的示意图。具体实施方式下述描述被揭露以使本领域技术人员可制造和使用本专利技术。下述描述中提供的较佳实施例仅作为对本领域技术人员显而易见的示例和修改，其并不构成对本专利技术范围的限制。下述描述中所定义的一般原理可不背离本专利技术精神和专利技术范围地应用于其它实施例、可选替代、修改、等同实施和应用。根据本专利技术一较佳的实施例的一种铸造铝合金将在以下被详细阐述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铸造铝合金的制备方法，其特征在于，其中所述铸造铝合金的制备方法包括步骤：压力铸造包括8.5‑12.5重量％的硅、最多0.15重量％的铁，0.25‑0.65重量％的镁，最多0.5重量％的铜，最多0.80重量％的锰，最多0.25重量％的锌，最多0.25重量％的铬，最多0.03重量％的钛，0.01‑0.06重量％的锶，0.01‑0.15重量％的硼，最多为0.5重量％的杂质，其余为铝的铝合金；和在所述铝合金处于铸态时，经过人工时效过程(T5)，即：Ta：(80‑200)℃和(120‑600)分钟高温固溶；Tb：(40‑80)℃温水淬火；以及Tc：(140‑220)℃(60‑240)分钟人工时效。

【技术特征摘要】
1.一种铸造铝合金的制备方法，其特征在于，其中所述铸造铝合金的制备方法包括步骤：压力铸造包括8.5-12.5重量％的硅、最多0.15重量％的铁，0.25-0.65重量％的镁，最多0.5重量％的铜，最多0.80重量％的锰，最多0.25重量％的锌，最多0.25重量％的铬，最多0.03重量％的钛，0.01-0.06重量％的锶，0.01-0.15重量％的硼，最多为0.5重量％的杂质，其余为铝的铝合金；和在所述铝合金处于铸态时，经过人工时效过程(T5)，即：Ta：(80-200)℃和(120-600)分钟高温固溶；Tb：(40-80)℃温水淬火；以及Tc：(140-220)℃(60-240)分钟人工时效。2.根据权利要求1所述的铸造铝合金的制备方法，在人工时效过程(T5)的Ta中，高温固溶的温度被实施为100℃。3.根据权利要求1所述的铸造铝合金的制备方法，在人工时效过程(T5)的Ta中，高温固溶的时间被实施为300分钟。4.根据权利要求1所述的铸造铝合金的制备方法，在人工时效过程(T5)的Tb中，淬火的温度为60℃。5.根据权利要求1所述的铸造铝合金的制备方法，在人工时效过程(T5)的Tc中，人工时效的温度为150℃。6.根据权利要求1所述的铸造铝合金的制备方法，在人工时效过程(T5)的Tc中，人工时效的时间为300分钟。7.一种铸造铝合...

【专利技术属性】
技术研发人员：程帅，应辉，
申请(专利权)人：帅翼驰新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31