一种免热处理高强韧压铸铝合金、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种免热处理高强韧压铸铝合金、其制备方法及应用，涉及铝合金技术领域。按质量百分比计合金组成包括：Si 9.6～11.6％、Fe0.67～0.82％、Cr 0～0.13％、Zn 9～13％、Sr 0.01～0.05％、RE 0.03～0.06％、B0.01～0.02％、Mg<0.01％，余量为铝和杂质元素，且杂质元素<0.15％；通过调控各元素的含量，可以在不经过热处理的条件下制备铝合金铸件，所得的铸件同时具备较好的抗拉强度、屈服强度和伸长率，可以用于新能源汽车制备，具备广阔的应用前景。广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种免热处理高强韧压铸铝合金、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及铝合金
，具体而言，涉及一种免热处理高强韧压铸铝合金、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]新能源汽车是未来发展的重点，在节能减排和新能源汽车长续航里程持续提升的重大需求下，汽车轻量化是目前最直接有效的手段。汽车重量每减少10％，续航里程将增加6％～8％，能耗将减少6％～8％。轻量化主要从材料、工艺和设计等三方面入手，到目前已逐渐将三者融合，促进构件向大型化发展。大型构件压铸一体化大幅减少了所需生产零部件数量，同时显著减少焊接、涂胶环节，极大简化了车身整体生产流程，显著提高车身的生产效率。为了满足构件的高延伸率性能，通常需要进行热处理，但是随着一体化铸件的尺寸越来越大，且厚度差异较大，进行热处理时容易发生形变导致良品率降低。因此，需要开发免热处理的高强韧压铸铝合金材料。
[0003]CN114293058A公开了一种高强韧免热处理材料的制备方法制备得到的材料：Si 5～8％、Mg 0.30～0.50％、Ti 0.05～0.20％、Sr 0.01～0.03％、Cu≤0.20％、Fe≤0.20％、Zn≤0.10％、Mn0.5～0.8％、Nb 0.05～0.20％、B 0.01～0.03％、Cr 0.05～0.20％、La 0.06～0.15％、Ce 0.04～0.10％，杂质总和≤0.2％。采用真空压铸制备的缸盖抗拉强度达到260MPa，屈服强度150MPa和伸长率10％以上。但是，铸件强度有待提高。
[0004]CN114164362A公开了一种免热处理高强韧铝合金及其成形方法，该铝合金成分的质量百分比为：Si 8.5～11.5％，Cu 0.05～0.5％，Mg 0.05～0.5％，Mo 0.1～0.5％，Sr 0.005～0.1％，B 0.005～0.1％，Cd 0.05～0.3％，Zr 0.05～0.25％，其余为Al和不可避免杂质。该专利技术通过复合添加B和Sr细化合金组织，通过加Mo避免B与Sr的毒化现象，及细化共晶硅尺寸及亚微米级。免热处理铸件的抗拉强度可达到300
‑
400MPa，屈服强度为180
‑
320MPa，伸长率8
‑
21％。该专利技术的合金强度强韧性佳，但合金中含有一定量的有毒元素Cd。
[0005]CN113755722A公开了一种高强韧免热处理铝合金材料：Si 8.0
‑
10.5％，Fe≤0.15％，Mg0.05
‑
0.3％，Zn0.05
‑
0.3％，Mn0.3
‑
0.6％，Cu≤0.1％，Ti0.05
‑
0.15％，Ca≤0.005％，Sr0.005
‑
0.030％，Zr0.1
‑
0.3％，Mo0.01
‑
0.1％，V0.01
‑
0.3％，Cr≤0.02％，Na≤0.002％，P≤0.002％，Cd≤0.01％，Li≤0.001％，B≤0.0025％，Ga≤0.05％，余量为Al和不可避免的杂质。采用真空压铸制备获得铸件抗拉强度为250MPa以上，屈服134MPa以上，伸长率13％以上。但是，该专利技术的合金强度有待提高。
[0006]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种免热处理高强韧压铸铝合金、其制备方法及应用，旨在不经过热处理的情况下制备得到抗拉强度、屈服强度和伸长率均较为优异的压铸件。
[0008]本专利技术是这样实现的：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种免热处理高强韧压铸铝合金，按质量百分比计，合金组成包括：Si 9.6～11.6％、Fe 0.67～0.82％、Cr 0～0.15％、Zn 9～13％、Sr 0.01～0.05％、RE 0.03～0.06％、B 0.01～0.02％、Mg<0.01％，余量为铝和杂质元素，且杂质元素<0.15％；
[0010]其中，Fe和Cr的含量总和为0.8～0.9％，Sr和RE的总量不超过0.09％。
[0011]在可选的实施方式中，按质量百分比计，合金组成包括：Si 10.5～11.0％、Fe 0.70～0.80％、Cr 0.05～0.12％、Zn 10～12％、Sr 0.02～0.04％、RE 0.04～0.05％、B 0.01～0.02％、Mg<0.01％，余量为铝和杂质元素，且杂质元素<0.15％。
[0012]在可选的实施方式中，RE选自La、Ce、Er中的至少一种。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式中任一项的免热处理高强韧压铸铝合金的制备方法，包括：根据前述实施方式中任一项免热处理高强韧压铸铝合金的组成进行配料、熔炼并铸造成型。
[0014]在可选的实施方式中，熔炼的过程包括：先将工业纯铝、Si剂、Fe剂和Al
‑
Cr中间合金在熔化炉中熔化，控制升温温度为750～800℃；再加入Zn锭，并使熔体温度降低至720～740℃；经过精炼之后将Al
‑
Sr
‑
RE中间合金和Al
‑
B中间合金压入熔体；
[0015]优选地，工业纯铝、Si剂、Fe剂、Al
‑
Cr中间合金、Zn锭、Al
‑
Sr
‑
RE中间合金和Al
‑
B中间合金在加入熔化炉之前均经过预热，控制预热温度为200
‑
250℃。
[0016]在可选的实施方式中，精炼的过程包括：以预热过的惰性气体为载体，通入精炼剂，精炼剂的通入量与熔体质量比为0.06
‑
0.2:100；
[0017]优选地，采用石墨通气管历遍熔体，以使精炼剂与熔体充分接触。
[0018]在可选的实施方式中，在熔体温度降至720～740℃之后进行精炼之前，进行取样测试并对熔体化学成分进行微调以使元素含量满足要求，之后将熔体转入精炼保温炉进行精炼。
[0019]在可选的实施方式中，在精炼之后进行静置，清除靠近炉口熔体表面的浮渣，随后用钛合金钟罩将预热后的Al
‑
Sr
‑
RE中间合金和Al
‑
B中间合金压入熔体，搅拌均匀；经过静置之后清除浮渣，再进行铸造成型。
[0020]在可选的实施方式中，铸造成型是将熔体引入铸锭机或浇包中进行成型处理。
[0021]第三方面，本专利技术提供前述实施方式中任一项免热处理高强韧压铸铝合金或前述实施方式中任一项制备方法制备得到的免热处理高强韧压铸铝合金在制造新能源汽车中的应用。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：所制备的铝合金中含有Si、Fe、Cr、Zn、Sr、RE、B，通过调控各元素的含量，可以在不经过热处理的条件下制备铝合金铸件，所得的铸件同时具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免热处理高强韧压铸铝合金，其特征在于，按质量百分比计，合金组成包括：Si 9.6～11.6％、Fe 0.67～0.82％、Cr 0～0.15％、Zn 9～13％、Sr 0.01～0.05％、RE 0.03～0.06％、B 0.01～0.02％、Mg<0.01％，余量为铝和杂质元素，且杂质元素<0.15％；其中，Fe和Cr的含量总和为0.8～0.9％，Sr和RE的总量不超过0.09％。2.根据权利要求1所述的免热处理高强韧压铸铝合金，其特征在于，按质量百分比计，合金组成包括：Si 10.5～11.0％、Fe 0.70～0.80％、Cr 0.05～0.12％、Zn 10～12％、Sr 0.02～0.04％、RE 0.04～0.05％、B 0.01～0.02％、Mg<0.01％，余量为铝和杂质元素，且杂质元素<0.15％。3.根据权利要求1或2所述的免热处理高强韧压铸铝合金，其特征在于，RE选自La、Ce、Er中的至少一种。4.一种权利要求1
‑
3中任一项所述的免热处理高强韧压铸铝合金的制备方法，其特征在于，包括：根据权利要求1
‑
3中任一项所述免热处理高强韧压铸铝合金的组成进行配料、熔炼并铸造成型。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的过程包括：先将工业纯铝、Si剂、Fe剂和Al
‑
Cr中间合金在熔化炉中熔化，控制升温温度为750～800℃；再加入Zn锭，并使熔体温度降低至720～740℃；经过精炼之后将Al
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Sr
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RE中间合金和Al
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：宋东福，周楠，徐军，夏鹏，郑开宏，
申请(专利权)人：广东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：