一种铝合金及其制备方法、汽车用材料技术

本申请提供一种铝合金及其制备方法、汽车用材料，铝合金的成分按照质量百分含量计，包括：Si 6.8％

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金及其制备方法、汽车用材料


[0001]本申请涉及金属材料领域，具体涉及一种铝合金及其制备方法和汽车用材料。

技术介绍

[0002]铝是强度低、塑性好的金属，除应用部分纯铝外，为了提高强度或综合性能，配成合金。铝中加入一种合金元素，就能使其组织结构和性能发生改变，适宜作各种加工材或铸造零件。经常加入的合金元素有铜、镁、锌、硅、锰等。
[0003]铝合金具有比强度高、成形和加工性能好、耐腐蚀性能好等特点，使其成为非常重要的汽车材料。在世界汽车市场的激烈竞争中，各国都在向高质量、高可靠性、重量轻、节能、使用寿命长等方向发展，在材料方面表现为轻量化，用铝合金代替部分钢铁件，以达到汽车向高质量、低成本的发展要求。
[0004]轮毂是汽车的一个重要部件，它的质量好坏直接影响到汽车性能的发挥及美观程度。由于铝合金的重量轻、强度高、韧性好，国内外的许多汽车轮毂采用铝合金材料制成。其中ZL101A铝合金具有流动性好，无热裂倾向，线收缩小，比重小，耐蚀性好等优良特性，是目前汽车轮毂的主要使用材料。随着汽车轻量化，尤其是簧下减重越来越迫切，ZL101A铝合金在性能上，尤其是抗拉强度及屈服强度显示出了一定局限。通常通过添加稀土元素如Y，来细化变质合金组织来达到提升合金性能的作用，但很难提升合金的屈服强度，且工业化生产过程中难以稳定合金性能。
[0005]ZL101A铝合金中的主要合金元素为Si，Mg，主要杂质为Fe。ZL101A铝合金中可以通过提高合金中Mg的含量来提高其屈服强度，然而随着Mg含量的提高，在提升抗拉强度和屈服强度的同时，会造成铝合金的延伸率急剧下降。这样就造成了提高铝合金强度的同时必然降低塑性、韧性。另外杂质Fe也是影响合金强度和延伸率的重要因素。通常ZL101A在熔炼过程中添加Al5TiB或AlTiC等细化剂细化合金铸造组织，但对于AL101A铝合金来说，细化效果有限且补强效果有限。
[0006]因此，需要解决ZL101A铝合金的强韧性匹配及Fe杂质对性能的影响。

技术实现思路

[0007]本申请提供一种铝合金及其制备方法、汽车用材料，解决了ZL101A铝合金的强韧性匹配问题及Fe杂质对性能的影响。
[0008]本申请第一个方面为提供一种铝合金，其成分按照质量百分含量计，包括：Si 6.8％
‑
7.2％，Mg 0.35％
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0.45％，Mn 0.1％
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0.2％，Ti 0.1％
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0.2％，Er 0.07％
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0.1％，Sr 0.01％
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0.02％，TiB
2 0.08％
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0.12％，Fe≤0.2％，其余为Al。
[0009]铝合金成分中Ti元素，以Al
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Ti中间合金形式加入。Ti与Al形成TiAl3相，成为结晶时的非自发核心，起到细化铸造组织和焊缝组织的作用。TiB2以TiB2/Al复合材料形式加入，TiB2为六方晶体结构的晶种材料，TiB2的平面点阵面和α
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Al的平面点阵面错配度小于15％，从晶格匹配角度来看，TiB2是α
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Al潜在的形核基底，在凝固过程中可以作为异质形核核心
有效细化晶粒，同时亚微米级的TiB2陶瓷颗粒弥散分布在基体中可以起到弥散强化作用提高合金的强度。
[0010]可选的，在本申请一些实施例中，铝合金，其成分按照质量百分含量计，包括：Si 7.0％
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7.2％，Mg 0.40％
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0.45％，Mn 0.15％
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0.2％，Ti 0.15％
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0.18％，Er 0.08％
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0.09％，Sr 0.013％
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0.02％，TiB
2 0.09％
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0.11％，Fe≤0.15％，其余为Al。
[0011]本申请第二个方面为提供一种铝合金的制备方法，其包括：
[0012]获得具有如下合金成分的铝合金熔体，按照质量百分含量计：Si 6.8％
‑
7.2％，Mg 0.35％
‑
0.45％，Mn 0.1％
‑
0.2％，Ti 0.1％
‑
0.2％，Er 0.07％
‑
0.1％，Sr 0.01％
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0.02％，TiB
2 0.08％
‑
0.12％，Fe≤0.2％，其余为Al，熔铸后得到铝合金铸锭；
[0013]对所述铝合金铸锭进行固溶淬火处理，之后进行时效处理，冷却后得到所述铝合金。
[0014]可选的，在本申请一些实施例中，所述固溶淬火处理采用以下工艺参数：固溶的温度为520℃
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540℃，固溶的时间为3h
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10h，淬火的温度为60℃
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80℃。
[0015]可选的，在本申请一些实施例中，所述时效处理采用以下工艺参数：时效的温度为150℃
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170℃，时效的时间3h
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8h；和/或，所述冷却为空冷。
[0016]可选的，在本申请一些实施例中，还包括：
[0017]将Al、含Si原料、含Mn原料和含Ti原料加入至熔炉中加热熔化，待所有原料溶清后保温静置，再依次加入Mg、TiB2/Al复合材料和含Er原料，溶清后静置，得到所需成分的中间熔体；
[0018]对所述中间熔体进行除杂处理，之后进行精炼，在精炼的同时加入含Sr原料进行变质处理，再经除渣后得到所述铝合金熔体。
[0019]可选的，在本申请一些实施例中，所述含Si原料为Al
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Si中间合金；和/或，所述含Mn原料为Al
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Mn中间合金；和/或，所述含Ti原料为Al
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Ti中间合金；和/或，所述含Er原料为Al
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Er中间合金；和/或，所述含Sr原料为Al
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Sr中间合金。
[0020]可选的，在本申请一些实施例中，所述TiB2/Al复合材料的TiB2颗粒直径为100nm
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1.0μm；和/或，所述TiB2/Al复合材料的TiB2的质量百分比为20％
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30％。
[0021]可选的，在本申请一些实施例中，所述铝合金的抗拉强度为300MPa
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337MPa，屈服强度为275MPa
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315 MPa，延伸率为5％
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12％。
[0022]本申请第三个方面为提供一种汽车用材料，其包括上述的铝合金；或者包括上述的制备方法制备的铝合金。
[0023]与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
[0024]本申请的铝合金，对现有Zl101A铝合金的主要合金成分进行改进，添加Mn，Er，TiB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，其成分按照质量百分含量计，包括：Si 6.8％
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7.2％，Mg 0.35％
‑
0.45％，Mn 0.1％
‑
0.2％，Ti 0.1％
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0.2％，Er 0.07％
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0.1％，Sr 0.01％
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0.02％，TiB
2 0.08％
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0.12％，Fe≤0.2％，其余为Al。2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，其成分按照质量百分含量计，包括：Si 7.0％
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7.2％，Mg 0.40％
‑
0.45％，Mn 0.15％
‑
0.2％，Ti 0.15％
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0.18％，Er 0.08％
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0.09％，Sr 0.013％
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0.02％，TiB
2 0.09％
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0.11％，Fe≤0.15％，其余为Al。3.一种铝合金的制备方法，其特征在于，包括：获得具有如下合金成分的铝合金熔体，按照质量百分含量计：Si 6.8％
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7.2％，Mg 0.35％
‑
0.45％，Mn 0.1％
‑
0.2％，Ti 0.1％
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0.2％，Er 0.07％
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0.1％，Sr 0.01％
‑
0.02％，TiB
2 0.08％
‑
0.12％，Fe≤0.2％，其余为Al，熔铸后得到铝合金铸锭；对所述铝合金铸锭进行固溶淬火处理，之后进行时效处理，冷却后得到所述铝合金。4.根据权利要求3所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述固溶淬火处理采用以下工艺参数：固溶的温度为520℃
‑
540℃，固溶的...

【专利技术属性】
技术研发人员：史国栋，王汉光，李国锋，姜明林，
申请(专利权)人：大连科天新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：