铝合金以及采用其制备的零部件与包括该零部件的车辆制造技术

本发明专利技术涉及一种铝合金以及采用其制备的零部件与包括该零部件的车辆。所述铝合金包含：3

【技术实现步骤摘要】
铝合金以及采用其制备的零部件与包括该零部件的车辆


[0001]本专利技术属于铝合金领域。具体地，本专利技术涉及一种铝合金以及采用其制备的零部件与包括该零部件的车辆。

技术介绍

[0002]汽车制造和使用是实现全球节能减排目标的重要领域。电动汽车取代传统燃油汽车，已成为了全球公认的节能减排解决方案之一。
[0003]为了提高电动汽车的续航里程和安全性能，各主流电动汽车制造商越来越多地应用具有密度低、比强度高、加工成型性能好、资源丰富等优点的铝合金作为结构件材料。其中，铝合金压铸零件由于其生产效率高，性能优异且稳定，能设计并成型复杂形状，减少了传统零件所需的连接组装，常被应用在车身的关节件上。
[0004]传统压铸铝合金零件的制造工序通常包括高压铸造、切边、热处理(固溶+时效)、整形、表面处理和最终交付。
[0005]随着行业的发展，免热处理已成为趋势。热处理(固溶+时效)工艺不但消耗大量的能源、产生大量碳排放，还会导致零件由于加热和冷却产生尺寸变形，从而影响装配精度，增加报废率。
[0006]目前，各个铝合金企业已经开发了一些免热处理型的合金配方，比如莱茵金属公司的Al
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Si系列Castasil
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37合金和Al
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Mg系列Magsimal
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59合金、美国铝业公司的Al
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Si系列EZ
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cast 370合金和Al
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Mg系列A152合金以及特斯拉汽车公司的Al
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Si系列合金等。
[0007]目前，用于结构压铸件的合金体系一般是Al
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Si或者Al
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Mg系列，这些合金具有良好的铸造性。然而这些合金在铸态下的抗拉强度和屈服强度都比较低，例如Al
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Si系合金铸件的抗拉强度在280MPa以下，屈服强度在130MPa以下。Al
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Mg合金虽然具有较高的强度，如屈服强度高于140MPa，但是其铸造工艺窗口比较窄，且对于熔体管理的要求较高。
[0008]本领域中仍然希望开发在免除T6/T7热处理条件下，具备较高抗拉强度和屈服强度并具有相当塑性和韧性的铝合金，例如铸造且通过自然时效至稳定后抗拉强度在270MPa以上、屈服强度在150MPa以上并且延伸率保持在5％以上的铝合金。
[0009]另外，为了进一步降低铝合金压铸零件的碳足迹，铝合金开发的新趋势是采用回收材料来制备压铸结构件的合金锭。有别于以往压铸结构件合金对杂质元素敏感的情况，采用回收材料制造的合金锭含有较多的杂质元素，其中影响较大的是Fe、Zn、Cu等。因此，如何吸收更多的杂质元素，同时保证压铸结构件的力学性能成为了铝合金开发的新要求。

技术实现思路

[0010]本专利技术的一个目的是提供一种高压铸造铝合金，在使用其制造零部件的过程中可以免除热处理，并且最终零部件满足汽车结构铸件所需的力学性能要求。
[0011]本专利技术的目的可以通过以下技术方案得到实现。
[0012]根据本专利技术的第一方面，提供一种铝合金，其特征在于，相对于所述铝合金的总重
量计，包含：3
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6重量％的硅(Si)、6
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18重量％的锌(Zn)、0
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3重量％的铜(Cu)、0
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3重量％的镁(Mg)、0
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0.3重量％的铬(Cr)、0
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0.6重量％的锰(Mn)、0
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0.3重量％的钒(V)、至少0.01重量％的钛(Ti)、至少100ppm的锶(Sr)、0
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1重量％的铁(Fe)，余量为铝和不可避免的杂质，其中当锰(Mn)不存在时，铬(Cr)的含量不低于0.2重量％；当铬(Cr)不存在时，锰(Mn)的含量不低于0.3重量％。
[0013]根据本专利技术的第二方面，提供上述铝合金用于制备零部件的用途。
[0014]根据本专利技术的第三方面，提供一种零部件，其特征在于，采用上述铝合金制备。
[0015]根据本专利技术的第四方面，提供一种车辆，其特征在于，包括上述零部件。
[0016]本专利技术的铝合金在零部件制备过程中可以免除铸造后的热处理工艺，有利于节能减排，并且由其制备的零部件能够满足汽车结构铸件所需的力学性能要求，例如在铸造且通过自然时效至稳定后抗拉强度在270MPa以上、屈服强度在150MPa以上并且延伸率保持在5％以上。再者，本专利技术的铝合金可以采用回收材料来制备，能够进一步降低碳足迹。
具体实施方式
[0017]在下文中，将更全面地体现本专利技术的各方面以及更进一步的目的、特征和优点。
[0018]根据本专利技术的一个方面，提供一种铝合金，其特征在于，相对于所述铝合金的总重量计，包含：3
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6重量％的硅(Si)、6
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18重量％的锌(Zn)、0
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3重量％的铜(Cu)、0
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3重量％的镁(Mg)、0
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0.3重量％的铬(Cr)、0
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0.6重量％的锰(Mn)、0
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0.3重量％的钒(V)、0
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1重量％的铁(Fe)、至少0.01重量％的钛(Ti)、至少100ppm的锶(Sr)，余量为铝和不可避免的杂质，其中当锰(Mn)不存在时，铬(Cr)的含量不低于0.2重量％；当铬(Cr)不存在时，锰(Mn)的含量不低于0.3重量％。
[0019]硅(Si)
[0020]在本专利技术的铝合金中，相对于铝合金的总重量计，硅元素含量为3
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6重量％，其提供铝合金在液态下的流动性，保证合金凝固过程中的收缩可控，并降低铸件的热裂倾向。
[0021]以相对于铝合金的总重量计3
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6重量％存在的硅，既保证合金的拉伸强度，又保证铸件里有超过70％体积分数的α铝相，保证铸件的塑性和韧性。
[0022]在一些实施方案中，相对于所述铝合金的总重量计，硅的含量为3.0
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5.5重量％。
[0023]在一些实施方案中，相对于所述铝合金的总重量计，硅的含量为3.3
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5.0重量％。
[0024]在一些实施方案中，相对于所述铝合金的总重量计，硅的含量为3.4重量％、3.7重量％、4.0重量％、4.3重量％、4.6重量％或4.8重量％。
[0025]锌(Zn)
[0026]在本专利技术的铝合金中，相对于铝合金的总重量计，锌元素含量为6
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18重量％。
[0027]以相对于铝合金的总重量计6
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18重量％存在的锌可增加铸件的屈服强度并且提供一定程度的自然时效硬化效应，进一步提高铸件的抗拉强度和屈服强度。
[0028]在一些实施方案中，相对于所述铝合金的总重量计，锌的含量为6.0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，相对于所述铝合金的总重量计，包含：3
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6重量％的硅(Si)、6
‑
18重量％的锌(Zn)、0
‑
3重量％的铜(Cu)、0
‑
3重量％的镁(Mg)、0
‑
0.3重量％的铬(Cr)、0
‑
0.6重量％的锰(Mn)、0
‑
0.3重量％的钒(V)、至少0.01重量％的钛(Ti)、至少100ppm的锶(Sr)、0
‑
1重量％的铁(Fe)，余量为铝和不可避免的杂质，其中当锰(Mn)不存在时，铬(Cr)的含量不低于0.2重量％；当铬(Cr)不存在时，锰(Mn)的含量不低于0.3重量％。2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，硅的含量为3.0
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5.5重量％，或者相对于铝合金的总重量计，硅的含量为3.3
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5.0重量％，或者相对于铝合金的总重量计，硅的含量为3.4重量％、3.7重量％、4.0重量％、4.3重量％、4.6重量％或4.8重量％。3.根据权利要求1或2所述的铝合金，其特征在于，相对于铝合金的总重量计，锌的含量为6.0
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15.0重量％，或者相对于铝合金的总重量计，锌的含量为6.0
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12.0重量％，或者相对于铝合金的总重量计，锌的含量为6.15重量％、6.35重量％、6.55重量％、6.75重量％、6.95重量％、7.15重量％、7.35重量％、7.55重量％、7.75重量％、7.95重量％、8.15重量％、8.35重量％、8.55重量％、8.75重量％、8.95重量％、9.35重量％、9.65重量％、10.00重量％、10.50重量％、11.00重量％或11.50重量％。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的铝合金，其特征在于，相对于所述铝合金的总重量计，铜的含量为0.30
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2.50重量％，或者相对于铝合金的总重量计，铜的含量为0.45
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2.15重量％，或者相对于铝合金的总重量计，铜的含量为0.60重量％、0.90重量％、1.20重量％、1.50重量％或1.80重量％。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华初，段祯荣，姚乙，石春梅，G，
申请(专利权)人：帅翼驰新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：