一种高性能汽车压铸件铝合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能汽车压铸件铝合金材料及其制备方法，一种高性能汽车压铸件铝合金材料，包括以下质量百分比的组分：Si：8‑9％，Fe：0.5‑0.8％，Cu：3.2‑3.8％，Mn：0.15‑0.40％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Sr：0.008‑0.02％，其他单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总量≤0.15％，Al：84.2‑88.1％。一种高性能汽车压铸件铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：备料、熔炼、合金化、降温及成分调整、精炼、静置、变质。本发明专利技术通过对铝合金材料的成分配比进行优化，便于压铸生产，有足够的强度以满足汽车压铸件的载荷要求，具有广泛的适用性。

A high performance aluminum alloy material for automobile die casting and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高性能汽车压铸件铝合金材料及其制备方法
本专利技术涉及一种铝合金材料及其制备方法，尤其涉及一种高性能汽车压铸件铝合金材料及其制备方法，属于铝合金材料

技术介绍
随着铝合金材料在汽车制造业领域各方面的大量应用，世界范围内尤其是中国对铝合金的需求量越来越大，现代压铸工业的发展也要求市场能提供越来越多的高品质的铸造铝合金材料，汽车用铝合金在欧美、日本等世界发达国家已经得到了非常广泛的应用，尤其是汽车行业，国外每辆汽车用铝量达到140Kg，而国内每辆车的用铝量仅为60Kg左右，汽车用铝量在国内需求将会有大幅提高，此外国民经济各相关领域对铝的需求量亦不断提升，尤其是压铸用铝，因其特殊的一次成形工艺，得到了广泛的普及和应用，而压铸用铝绝大部分是使用再生铝生产，对于高性能的铝合金使用尤为特出。而随着汽车轻量化的推进，每辆车的油耗也在降低，故加快我国汽车轻量化，增加铝合金材料在汽车上的应用也越发必要，这也需要我国能提供更多高品质的铝合金材料。现阶段我国的压铸行业发展迅速，应用领域涉及各行各业，尤其是汽车零部件领域如汽车发动机、油泵水泵、变速箱等，同时因为产品用途的特殊性，要求提供的铝合金材料要求也高，此类生产厂家要求铝合金材料的压铸工艺性，铝水含气量、含渣量及机械性能等各方面的检测要求，要求铝合金有优良的强度和物理性能才能满足制造该产品对原材料的要求。高性能的铝合金在现阶段需要使用高质量的原材料、先进的熔炼工艺、特殊的精炼作业、和与之向匹配的检测手段等，产品批量生产工艺难度大。国内外现阶段大部分厂家使用原铝锭和增加相应所需的合金元素来生产，成本较大，质量也不是很稳定。此外，国外的铝合金生产工艺、设备等技术较保密，国内完全掌握其技术还比较困难。但目前的压铸铝合金在可压铸性和机械强度方面存在不可兼得的缺陷，严重的影响了铝合金压铸件在汽车等承重配件方面的应用。
技术实现思路
为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种高性能汽车压铸件铝合金材料及其制备方法。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高性能汽车压铸件铝合金材料，铝合金材料包括以下质量百分比的组分：Si：8-9％，Fe：0.5-0.8％，Cu：3.2-3.8％，Mn：0.15-0.40％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Sr：0.008-0.02％，其他单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总量≤0.15％，Al：84.2-88.1％。进一步地，铝合金材料包括以下质量百分比的组分：Si：8％，Fe：0.5％，Cu：3.2％，Mn：0.15％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Sr：0.008％，其他单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总量≤0.15％，Al：84.2％。进一步地，铝合金材料包括以下质量百分比的组分：Si：9％，Fe：0.8％，Cu：3.8％，Mn：0.40％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Sr：0.02％，其他单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总量≤0.15％，Al：88.1％。一种高性能汽车压铸件铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：1)备料：从仓库中备入循环铸造铝合金废料，含有5-8％金属硅元素的铸造类铝合金18000-21000Kg，再生变形铝合金废料8000-9000kg，金属Cu：300-310kg，金属Si：800-850Kg，含Sr20％的Al-Sr合金50Kg，其中，铸造类铝合金中不含有游离态的非Al金属和非金属夹渣物；2)熔炼：向熔化炉内分批次加入18000-21000kg循环铸造铝合金废料，每次加入1500-2000kg，加热至700～740℃并搅拌使加入的合金废料完全熔化，保持合金废料在炉内成熔融状态或液态，取样，使用直读光谱仪测得炉内的化学成分，控制Fe元素的含量在0.95％以内，控制Zn元素的含量在1.9％以内，再将3000-4000Kg再生变形铝合金废料加入炉内，同样在熔化时保持炉内原料处于熔融状态，保证关键元素Fe含量控制在0.85％以下，Zn元素含量控制在1.65％以下；3)合金化：将熔化后的铝水转汤至合金化炉，质量在21000-25000Kg，取样确认铝水的化学成分，升温至750℃～800℃，加入300-310kg金属铜，800-850Kg金属硅，在炉内合金化时间40-50分钟，然后充分搅拌，确保合金化完成，取样验证化学元素成分；4)降温及成分调整：根据铝液的化学成分要求加入剩余再生变形铝合金原料5000-6000kg，进行成分调整直至化学成分满足铝合金材料的化学组成：Si：8-9％，Fe：0.5-0.8％，Cu：3.2-3.8％；Mn：0.15-0.40％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Al：84.2-88.1％；5)精炼：将铝液温度调到680℃～720℃，采用0.3～0.5％的精炼剂与N2一起吹入炉内，精炼25～30分钟；扒去精炼渣后，再使用氮气进行除气作业15-20分钟，确认含气水平密度当量小于1.5％，含渣量K小于2/20，否则，继续进行精炼作业直至合格；6)静置：将铝液表面的铝渣清理干净后静置10分钟以上，并确认温度为680-720℃；7)变质：成分再次确认合格后，加入含Sr20％的Al-Sr合金50Kg进行变质处理，使用氮气吹动搅拌3-5分钟后，孕育15分钟后浇铸成铝锭。本专利技术通过对铝合金材料进行适当Sr变质，改变金属内部组织，提高了产品的铸造工艺性和强度，有良好的机械性能，不但满足产品流动性要求还可有效降低铸件内部缩孔的形成，压铸件气密性良好，提高了产品泄漏测试通过率，制备出了适合汽车压铸件用铝合金材料。本专利技术通过对铝合金材料的成分配比进行优化，提高了产品性能，使其不但便于压铸生产，而且还有足够的强度以满足汽车压铸件的载荷要求，同时通过对影响性能指标的关键元素进行管控制造出胜任绝大多数高要求的汽车压铸件产品，生产的铝合金材料具有高强度、高韧性及良好的压铸性能和机加工性能，可适用更多的需要高性能铝合金的领域，尤其是随着汽车轻量化的推进，这种高质量的铝合金材料将在汽车各相关零部件上得到更为广泛的应用，市场前景十分广阔。与现有技术相比，本设计具有以下优点：1)良好的机械性能：抗拉强度大于330Mpa，延伸率大于3.5％，硬度大于95HBW；2)合金材料内部质量好，有较低的含渣量和含气量，分别可达到K低于2/20和密度当量低于2％的水平，有利于压铸产品的内部质量改善；3)压铸成汽车零部件后产品气密性好，泄漏测试通过率高；4)材料内部组织Si相和α-Al分布均匀，无块状Si相，金属组织中Si相呈球状，材料强度和韧性好。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。一种高性能汽车压铸件铝合金材料，包括以下质量百分比的组分：Si：8-9％，Fe：0.5-0.8％，Cu：3.2-3.8％，Mn：0.15-0.40％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Sr：0.008-0.02％，其他单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总量≤0.15本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能汽车压铸件铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料包括以下质量百分比的组分：Si：8-9％，Fe：0.5-0.8％，Cu：3.2-3.8％，Mn：0.15-0.40％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Sr：0.008-0.02％，其他单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总量≤0.15％，Al：84.2-88.1％。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能汽车压铸件铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料包括以下质量百分比的组分：Si：8-9％，Fe：0.5-0.8％，Cu：3.2-3.8％，Mn：0.15-0.40％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Sr：0.008-0.02％，其他单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总量≤0.15％，Al：84.2-88.1％。


2.根据权利要求1所述的高性能汽车压铸件铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料包括以下质量百分比的组分：Si：8％，Fe：0.5％，Cu：3.2％，Mn：0.15％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Sr：0.008％，其他单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总量≤0.15％，Al：84.2％。


3.根据权利要求1所述的高性能汽车压铸件铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料包括以下质量百分比的组分：Si：9％，Fe：0.8％，Cu：3.8％，Mn：0.40％，Mg≤0.3％，Zn≤1.5％，Sr：0.02％，其他单个杂质元素≤0.05％，杂质元素总量≤0.15％，Al：88.1％。


4.一种如权利要求1所述的高性能汽车压铸件铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)备料：从仓库中备入循环铸造铝合金废料，含有5-8％金属硅元素的铸造类铝合金18000-21000Kg，再生变形铝合金废料8000-9000kg，金属Cu：300-310kg，金属Si：800-850Kg，含Sr20％的Al-Sr合金50Kg，其中，铸造类铝合金中不含有游离态的非Al金属和非金属夹渣物；
2)熔炼：向熔化炉内分批次加入18000-21000kg循环铸造铝合金废料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军国，
申请(专利权)人：南通众福新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32