一种铝合金及铝合金结构件制造技术

本申请提供了一种铝合金，以质量百分含量计，包括如下组分：Si的含量为8％～11％，Cr的含量为0.01％～0.4％，P的含量为0.001％～0.01％，Sr的含量为0.001％～0.05％，Fe的含量＜0.12％，Mn的含量＜0.005％，Al的含量为87.515％～91.988％。本申请通过严格控制Mn、Fe的含量，并含有特定量的Si、Cr、P、Sr元素，能够得到具有超高延伸率，且能够同时保持良好的压铸性的铝合金。该铝合金无需经过热处理，即可具有超高延伸率，可适用于各种对延伸率有较高要求的结构件。高要求的结构件。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金及铝合金结构件


[0001]本专利技术涉及合金领域，具体涉及一种铝合金及铝合金结构件。

技术介绍

[0002]铝合金具有良好的综合性能，其密度小、强度高、导电导热性好、加工简单等优点较好地满足了产品结构及散热要求，因此被广泛应用于汽车、电子及通讯等领域。
[0003]随着新能源汽车行业的兴起，汽车行业面临轻量化的压力越来越大。轻量化对降本的迫切需求，让一体式压铸成为现实，采用压铸成型工艺可以使原来多个零件直接变成一个零件，生产周期短，更适合量产。
[0004]目前，汽车结构件压铸铝合金应用最广泛的是Silafont
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36铝合金，行业内称为AlSi10MnMg铝合金(美国牌号A365)；该款合金材料制作的压铸件需要经过T6或T7热处理提升延伸率后才能够满足使用要求，但压铸件经高温热处理会造成压铸件尺寸发生变化，尤其对于大型压铸件更严重，因此大型压铸件应避免进行高温热处理，目前市场上成熟的AlSi10MnMg铝合金已无法满足性能需求。

技术实现思路

[0005]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的目的在于提出一种铝合金及铝合金结构件。
[0006]在本申请的一个方面，本申请提供了一种铝合金，以质量百分含量计，包括如下组分：Si的含量为8％～11％，Cr的含量为0.01％～0.4％，P的含量为0.001％～0.01％，Sr的含量为0.001％～0.05％，Fe的含量＜0.12％，Mn的含量＜0.005％，Al的含量为87.515％～91.988％。
[0007]在本申请的又一方面，本申请提供一种铝合金结构件，所述铝合金结构件的至少一部分是由上述的铝合金形成的。
[0008]传统压铸铝合金为了防止铝合金压铸粘模，一般都会添加一定量的Fe元素或Mn元素来改善粘模。然而，Fe元素和Mn元素会形成针状相或大尺寸沉淀相严重损害铝合金的延伸率。而本申请为了获得超高延伸率，采用的技术方案是严格控制Mn元素以及Fe元素的含量，使得铝合金在压铸状态下就能获得到高延伸率，从而使得大型压铸件无需经热处理，就可以满足使用要求。然而压铸过程中，Mn、Fe元素的含量被严格控制，高温熔融的铝合金在高压下与模具钢接触时，容易产生反应生成单斜晶体结构的β
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Fe相(Al5FeSi)，β
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Fe相为针状形貌，不断长大后易与铝液粘在一起造成粘模。为进一步解决严格Mn、Fe元素的含量带来的粘膜问题，本申请铝合金含有一定量的Cr元素，能够形成四方晶体结构的α
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Fe相(Al
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Cr
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Fe
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Si)，可以抑制β
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Fe相的形成来改善粘模，其中α
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Fe相为多面体结构，不易造成粘模。另外，本申请铝合金中含有一定量的Sr和P元素能够进一步提高延伸率。由此，本申请通过严格控制Mn、Fe的含量，并含有特定量的Si、Cr、P、Sr元素，能够得到具有超高延伸率，且能够同时保持良好的压铸性的铝合金。该铝合金无需经过热处理，即可具有超高延伸率，可适用
于各种对延伸率有较高要求的结构件。
具体实施方式
[0009]下面详细描述本申请的实施方式。下面描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0010]在本申请的一个方面，本申请提供了一种铝合金，以质量百分含量计，包括如下组分：Si的含量为8％～11％，Cr的含量为0.01％～0.4％，P的含量为0.001％～0.01％，Sr的含量为0.001％～0.05％，Fe的含量＜0.12％，Mn的含量＜0.005％，Al的含量为87.515％～91.988％。
[0011]传统压铸铝合金为了防止铝合金压铸粘模，一般都会添加一定量的Fe元素或Mn元素来改善粘模。然而，Fe元素和Mn元素会形成针状相或大尺寸沉淀相严重损害铝合金的延伸率。而本申请为了获得超高延伸率，采用的技术方案是严格控制Mn元素以及Fe元素的含量，使得铝合金在压铸状态下就能获得到高延伸率，从而使得大型压铸件无需经热处理，就可以满足使用要求。然而压铸过程中，Mn、Fe元素的含量被严格控制，高温熔融的铝合金在高压下与模具钢接触时，容易产生反应生成单斜晶体结构的β
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Fe相(Al5FeSi)，β
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Fe相为针状形貌，不断长大后易与铝液粘在一起造成粘模。为进一步解决严格Mn、Fe元素的含量带来的粘膜问题，本申请铝合金含有一定量的Cr元素，能够形成四方晶体结构的α
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Fe相(Al
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Cr
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Fe
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Si)，可以抑制β
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Fe相的形成来改善粘模，其中α
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Fe相为多面体结构，不易造成粘模。本申请的专利技术人发现Cr元素对粘模的改善明显优于Mn元素，添加0.3％Cr元素与添加0.6％Mn对改善粘模的效果相近，但添加过多的Cr元素也会形成大尺寸沉淀相，从而对损害延伸率。本申请的专利技术人经大量研究发现：本方案铝合金中的Cr含量控制在0.05％～0.4％范围内能够改善粘膜问题，同时不影响铝合金的延伸率性能，根据本申请的一些实施方式，所述铝合金中Cr的含量为0.1％～0.3％。
[0012]本申请铝合金中，P的含量为0.001％～0.01％，Sr的含量为0.001％～0.05％，Sr可变质共晶硅，使其由针状或板条状组织变成絮状组织以提高铝合金延伸率，P可抑制块状初晶硅的形成，减少铝合金基体中初晶硅的含量以进一步提高延伸率，本申请铝合金同时含有Sr和P元素，可进一步提高延伸率。本申请铝合金中，P的含量可以为0.001％、0.003％、0.005％、0.008％、0.01％等，Sr的含量可以为0.001％、0.005％、0.01％、0.03％、0.05％等。根据本申请的一些实施方式，所述铝合金中Sr的含量为0.01％～0.04％。
[0013]根据本申请的一些实施方式，所述铝合金中Sr的含量大于P的含量，且Sr的含量与P的含量的比值≥6。由于铝合金中P可能会与Sr形成化合物，不利于Sr对共晶硅的变质，本申请的专利技术人经大量研究发现，Sr含量与P含量的比值大于6，能够获得更好的延伸率。
[0014]本申请铝合金中，Si的含量为8％～11％，如8％、9％、10％、11％。根据本申请的一些实施方式，Si的含量为9％～10.5％。
[0015]根据本申请的一些实施方式，所述铝合金中还含有Ti，Ti的含量为0.05％～0.2％。所述铝合金中含有0.05％～0.2％的Ti，能够细化晶粒组织，进一步提升铝合金的强度。
[0016]根据本申请的一些实施方式，本申请铝合金还含有Mo和/或Zr，其中Mo的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，以质量百分含量计，包括如下组分：Si的含量为8％～11％，Cr的含量为0.01％～0.4％，P的含量为0.001％～0.01％，Sr的含量为0.001％～0.05％，Fe的含量＜0.12％，Mn的含量＜0.005％，Al的含量为87.515％～91.988％。2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金中Sr的含量与P的含量的比值≥6。3.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金中Si的含量为9％～10.5％。4.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金中Cr的含量为0.1％～0.3％。5.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金中Sr的含量为0.01％～0.04％。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋嗣本，郭强，李子豪，唐扬，陆可馨，
申请(专利权)人：比亚迪汽车工业有限公司，
类型：发明
国别省市：