一种铝合金铸件的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铝合金铸件的制备方法，该方法以AlSi7Mg0.3合金原生铝锭及再生铝为母合金，加热熔化后采用高纯氩气精炼，加入占母合金重量百分含量为0.3

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金铸件的制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金铸造
，具体涉及一种铝合金铸件的制备方法。

技术介绍

[0002]AlSi7Mg0.3铝合金是一种典型的铸造铝合金。因其具有良好的铸造性能、机械性能、可切削加工性能、散热性能、和耐腐蚀性能等特点，被广泛应用于汽车、船舶、航空、航天等领域。尤其被用于汽车底盘零部件，如转向节、控制臂、车轮等，以实现汽车轻量化进而减少碳排放。随着汽车轻量化的需求提高以及碳排放控制要求，在应用最高可达100%再生铝的条件下，对零部件的使用性能提出了更高的要求。由于AlSi7Mg0.3铝合金实际铸造凝固过程中，无法避免出现局部初晶粗大组织、共晶硅偏析、缩松缩孔和夹渣等缺陷，造成AlSi7Mg0.3铝合金拉伸性能下降，尤其是延伸率的下降。因此，采用常规工艺已无法挖掘出AlSi7Mg0.3铝合金更高的拉伸性能，难于满足零件更高性能的要求。
[0003]为了提高该合金的拉伸性能，常常采用铝锶中间合金进行变质处、铝钛硼中间合金进行细化和固溶时效热处理，如专利CN104313411B公开了一种能提高A356铝合金力学性能的工艺方法，通过添加经砂型工艺处理的铝锶中间合金进行细化变质处理，改善了A356铝合金的组织，显著提高了其性能，抗拉强度可达242MPa，延伸率可达6.6%。专利CN108588513A公开了一种改性A356铝合金及其多次时效热处理方法，通过添加微量Zr和Sr元素对熔体进行细化晶粒处理和变质处理，再进行固溶处理和多次时效的T6热处理下制备出高性能A356铝合金，抗拉强度可达319MPa、延伸率可达12%。此外，通过La、Ce、Y等稀土元素来提高该合金力学性能的公开文献很多，但是稀土元素相对较贵，使用过程中会大大增加合金材料成本，因此，在生产上难于大量使用。
[0004]虽然上述方法能够改善AlSi7Mg0.3铝合金拉伸性能，但改善程度仍未达到要求。仅仅通过合金化很难满足工业生产对AlSi7Mg0.3铝合金的拉伸性能的要求，综合利用材料和工艺改性来实现AlSi7Mg0.3铝合金性能提升，才能适应低成本工业生产以及对零件更高性能的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提出一种铝合金铸件的制备方法，通过高比例再生铝熔体精炼除气、细化变质、低温近液相线浇铸、差压补缩凝固和固溶时效强化等多种技术相结合，获得高拉伸性能AlSi7Mg0.3铝合金铸件，解决生产过程中碳排放高、能耗高、生产效率低、模具使用寿命短以及AlSi7Mg0.3延伸率低的问题。
[0006]根据本专利技术的目的，提供一种铝合金铸件的制备方法，包括以下步骤：（1）将AlSi7Mg0.3合金原生铝锭及再生铝为母合金，加热熔化，熔化温度740
‑
760℃；（2）步骤（1）完成后精炼10
‑
20分钟；（3）步骤（2）完成后进行合金化，加入占母合金重量百分含量为0.3
‑
0.5%的Al
‑
5Sr
‑
2.5Ti
‑
0.25B
‑
0.25C中间合金并充分搅拌5
‑
10分钟；（4）将步骤（3）处理后的熔体，静置30
‑
60分钟，扒除表面浮渣，降至620
‑
640℃近液相温度；（5）将步骤（4）中的熔体以差压补缩凝固方法进行处理，得到铸态AlSi7Mg0.3铝合金铸件；（6）将步骤（5）中得到的所述铸态AlSi7Mg0.3铝合金铸件进行固溶和人工时效。
[0007]按照本专利技术的一种实施方式，适宜的是，所述步骤（6）得到的AlSi7Mg0.3铝合金铸件的屈服强度为280
‑
290MPa，抗拉强度为340
‑
350MPa，延伸率11.2
‑
16.9%。
[0008]按照本专利技术的一种实施方式，适宜的是，所述步骤（1）中的所述母合金中，所述再生铝重量百分比最高为100%。
[0009]按照本专利技术的一种实施方式，适宜的是，所述再生铝包括工厂内部废料和社会回收铝，二者比例可根据需要任意搭配。
[0010]按照本专利技术的一种实施方式，优选的，所述母合金中原生铝锭及再生铝的比例为1∶1，所述再生铝中工厂内部废料及社会回收铝的比例为1∶1。
[0011]按照本专利技术的一种实施方式，优选的，所述母合金中原生铝锭及再生铝的比例为1∶4，所述再生铝中工厂内部废料及社会回收铝的比例为1∶4。
[0012]按照本专利技术的一种实施方式，优选的，当再生铝重量百分比为100%时，意味着母合金中不包含原生铝锭，即所述母合金中全部为再生铝。更为优选的，所述再生铝全部为社会回收铝。
[0013]按照本专利技术的一种实施方式，可选的，所述再生铝可以全部为社会回收铝。
[0014]按照本专利技术的一种实施方式，适宜的是，所述步骤（1）中加热熔化的方式可以采用在坩埚电阻炉中熔化。
[0015]有益的是，上述步骤（1）中，采用AlSi7Mg0.3原生铝锭及再生铝作为母合金生产铸件，是为了控制和降低生产过程中的碳排放。加热熔化过程的熔化温度为740
‑
760℃，是为了能够保证快速熔化和减少高温氧化烧损。
[0016]按照本专利技术的一种实施方式，适宜的是，所述步骤（2）中，所述精炼所用气体为氩气。
[0017]有益的是，精炼时采用高纯氩气除气10
‑
20分钟，基于高纯氩气比高纯氮气密度大、惰性强，因此除气除渣效果好，能够使熔体纯净度更高，精炼时间控制在10
‑
20分钟是为了能够充分的除去熔体中的氢和夹杂物，以获得高的熔体密度。
[0018]按照本专利技术的一种实施方式，适宜的是，所述步骤（5）中，所述差压补缩凝固方法参数为：充型压力为100
‑
450毫巴，时间为3
‑
20秒，保压压力为2200
‑
2650毫巴，时间为50
‑
200秒，卸载压力后冷却50
‑
100秒。
[0019]按照本专利技术的一种实施方式，优选的，所述充型压力为400毫巴，时间为15秒，保压压力为2400毫巴，时间为100秒，卸载压力后冷却80秒。
[0020]按照本专利技术的一种实施方式，优选的，所述充型压力为400毫巴，时间为15秒，保压压力为2600毫巴，时间为200秒，卸载压力后冷却50秒。
[0021]有益的是，将步骤（4）所获得的熔体应用所述差压补缩凝固方法，能够获得无缺陷高致密度的铸态AlSi7Mg0.3铝合金铸件。
[0022]按照本专利技术的一种实施方式，适宜的是，所述步骤（6）中，所述固溶和人工时效的参数为：固溶温度为535
‑
545℃，固溶时间为280
‑
360分钟，人工时效温度为170
‑
185℃，时效时间为150
‑
350分钟。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金铸件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将AlSi7Mg0.3合金原生铝锭及再生铝为母合金，加热熔化，熔化温度740
‑
760℃；（2）步骤（1）完成后精炼10
‑
20分钟；（3）步骤（2）完成后进行合金化，加入占母合金重量百分含量为0.3
‑
0.5%的Al
‑
5Sr
‑
2.5Ti
‑
0.25B
‑
0.25C中间合金并充分搅拌5
‑
10分钟；（4）将步骤（3）处理后的熔体，静置30
‑
60分钟，扒除表面浮渣，降至620
‑
640℃近液相温度；（5）将步骤（4）中的熔体以差压补缩凝固方法进行处理，得到铸态AlSi7Mg0.3铝合金铸件；（6）将步骤（5）中得到的所述铸态AlSi7Mg0.3铝合金铸件进行固溶和人工时效。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）得到的AlSi7Mg0.3铝合金铸件的屈服强度为280
‑
290MPa，抗拉强度为340
‑
350MPa，延伸率11.2
‑
16.9%。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的所述母合金中，所述再生铝重量百分比最高为100%。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述再生铝包括工厂内部废料和社会回收铝。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述母...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佐，王立生，杨立国，朱志华，张振栋，王巍，贾建磊，刘海峰，谌铁强，贺延明，乔海波，黄礼新，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：