低碳足迹铸铝组件制造技术

本公开提供一种使用铝合金组合物制备的铸铝组件。所述铝合金组合物包括大于或等于大约3重量%至小于或等于大约9重量%的硅、大于或等于大约0.2重量%至小于或等于大约0.6重量%的镁、大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.8重量%的铁、大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.6重量%的铬和锰的总浓度、大于或等于大约0.05重量%至小于或等于大约0.2重量%的钒和钛的总浓度和余量的铝。所述铝合金组合物的大于或等于大约40重量%衍生自消费后铝废料。费后铝废料。费后铝废料。

【技术实现步骤摘要】
低碳足迹铸铝组件
[0001]引言这一节提供与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。
[0002]由铝合金制成的组件在各种工业和应用中变得越来越普遍，包括一般制造业、施工设备、汽车或其它运输工业、住宅或工业结构、航空航天等。例如，铝合金已广泛用于铸造法以生产汽车底盘组件（例如转向节、操纵杆和负重轮），因为铝合金提供许多理想的性质，包括高比强度和良好的耐腐蚀性。
[0003]铁(Fe)是各种铝合金中不可避免和通常有害的杂质。例如，铁可能在铸铝组件中形成脆性富铁金属间相，这对铸铝组件的抗疲劳性、延性和断裂韧性有害。在各种情况下，富铁金属间相在三个维度中呈现为“文字(script)”形态和/或“平板（plate）”形态。例如，平板形态可在二维金相试片中呈现为针状结构。这样的针状结构通常对铸铝组件中的抗疲劳性和断裂韧性有害。因此，通常将铁杂质控制在铝合金总重量的0.15重量%以下，例如A356.2铝合金，如用于安全关键的汽车组件的铸造。
[0004]低铁铝合金（例如小于0.15重量%铁），如A356.2铝合金通常使用合金元素制成，将合金元素添加到如由氧化铝的电解还原制成的原铝或原生铝中。氧化铝可从矿石中精炼。用于形成原生铝的方法通常生成大约15吨至大约22吨的二氧化碳当量（“CO2e”）/吨制成的原生铝。二氧化碳当量是用于比较来自各种温室气体的排放的公制计量单位，其基于各种温室气体的全球变暖潜势，例如通过将其它气体的量转化成具有相同全球变暖潜势的二氧化碳的当量。
[0005]增加回收铝废料（包括，仅举例，铝饮料罐、铝建筑组件（例如铝窗框）或其它铝废料）的使用可显著减少二氧化碳当量，因为与铝废料的预加工和重熔相关的温室气体排放仅为与原生铝生产相关的大约5%。但是，铝废料通常被铁污染，含有大于0.2重量%的铁含量。因此，开发允许广泛使用回收铝合金的铝合金及其生产和加工方法将是有益的，例如通过与使用原生铝制成的低铁合金相比提高对铁杂质的容忍度（即表现出改进的断裂韧性、延性和疲劳强度）。
[0006]概述这一节提供本公开的一般概述并且不是其完整范围或其所有特征的全面公开。
[0007]本申请涉及以下内容：[1]. 一种使用铝合金组合物制备的铸铝组件，所述铝合金组合物包含：大于或等于大约3重量%至小于或等于大约9重量%的硅；大于或等于大约0.2重量%至小于或等于大约0.6重量%的镁；大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.8重量%的铁；大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.6重量%的铬和锰的总浓度；大于或等于大约0.05重量%至小于或等于大约0.2重量%的钒和钛的总浓度；和余量铝，其中所述铝合金组合物的大于或等于大约40重量%衍生自铝废料。
[0008][2]. 上述[1]所述的铸铝组件，其中所述铝合金组合物包含：大于或等于大约5重量%至小于或等于大约9重量%的硅；
大于或等于大约0.25重量%至小于或等于大约0.4重量%的镁；和大于或等于大约0.2重量%至小于或等于大约0.4重量%的铁。
[0009][3]. 上述[1]所述的铸铝组件，其中所述铝合金组合物包含：大于0重量%至小于或等于大约0.2重量%的铬；和大于或等于大约0.1重量%至小于或等于大约0.25重量%的锰。
[0010][4]. 上述[1]所述的铸铝组件，其中所述铝合金组合物包含：大于或等于大约6.5重量%至小于或等于大约7.5重量%的硅；大于或等于大约0.25重量%至小于或等于大约0.35重量%的镁；大于或等于大约0.2重量%至小于或等于大约0.25重量%的铁；大于0重量%至小于或等于大约0.15重量%的铬；和大于或等于大约0.1重量%至小于或等于大约0.25重量%的锰。
[0011][5]. 上述[1]所述的铸铝组件，其中铬和锰的总浓度与铁的比率为大于或等于大约0.6至小于或等于大约1.2，且铬与锰的比率小于或等于大约2。
[0012][6]. 上述[1]所述的铸铝组件，其中所述铸铝组件在枝晶臂间距大于或等于大约30
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m的位置具有小于或等于大约300
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m的平均晶粒度。
[0013][7]. 上述[1]所述的铸铝组件，其中所述铸铝组件具有大于或等于大约140 MPa至小于或等于大约270 MPa的拉伸屈服强度和大于或等于大约7%的致断伸长。
[0014][8]. 上述[1]所述的铸铝组件，其中所述铸铝组件包含选自：二硼化钒(VB2)、Ti(C,B)及其组合的晶粒细化剂，其中所述晶粒细化剂嵌在铸铝组件的铝晶粒内部。
[0015][9]. 上述[1]所述的铸铝组件，其中所述铝合金组合物基本由以下成分组成：大于或等于大约3重量%至小于或等于大约9重量%的硅；大于或等于大约0.2重量%至小于或等于大约0.6重量%的镁；大于或等于大约0.2重量%至小于或等于大约0.8重量%的铁；大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.6重量%的铬和锰的总浓度；大于或等于大约0.05重量%至小于或等于大约0.2重量%的钒和钛的总浓度；和余量的铝。
[0016][10]. 一种制造铸铝组件的方法，所述方法包括：使用大于或等于大约40重量%的铝废料形成铝熔体；和调节铝熔体以形成限定铸铝组件的铝合金组合物，其中所述铝合金组合物包含：大于或等于大约3重量%至小于或等于大约9重量%的硅；大于或等于大约0.2重量%至小于或等于大约0.6重量%的镁；大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.8重量%的铁；大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.6重量%的铬和锰的总浓度；大于或等于大约0.05重量%至小于或等于大约0.2重量%的钒和钛的总浓度；和余量的铝。
[0017][11]. 上述[10]所述的方法，其中所述铸铝组件在枝晶臂间距大于或等于大约30
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m的位置具有小于或等于大约300
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m的平均晶粒度。
[0018][12]. 上述[10]所述的方法，其中所述铸铝组件包含选自：二硼化钒(VB2)、Ti(C,B)及其组合的晶粒细化剂，其中所述晶粒细化剂嵌在铸铝组件的铝晶粒内部。
[0019][13]. 上述[10]所述的方法，其中所述铝合金组合物具有大于或等于大约0.6至小于或等于大约1.2的铬和锰的总浓度与铁的比率，且铬与锰的比率小于或等于大约2。
[0020][14]. 上述[10]所述的方法，其中所述铝合金组合物包含：大于或等于大约6.5重量%至小于或等于大约7.5重量%的硅；大于或等于大约0.25重量%至小于或等于大约0.35重量%的镁；大于或等于大约0.2重量%至小于或等于大约0.25重量%的铁；大于0重量%至小于或等于大约0.15重量%的铬；和大于或等于大约0.1重量%至小于或等于大约0.25重量%的锰。
[0021][15]. 上述[10]所述的方法，其进一步包括：使用选自：重力铸造、低压压铸、半固态压铸和反压铸造及其组合的铸造方法铸造所述铝合金组合物以形成铸铝组件前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造铸铝组件的方法，所述方法包括：使用大于或等于大约40重量%的消费后铝废料形成铝熔体；和调节铝熔体以形成限定铸铝组件的铝合金组合物，其中所述铝合金组合物包含：大于或等于大约3重量%至小于或等于大约9重量%的硅；大于或等于大约0.2重量%至小于或等于大约0.6重量%的镁；大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.8重量%的铁；大于或等于大约0.15重量%至小于或等于大约0.6重量%的铬和锰的总浓度；大于或等于大约0.05重量%至小于或等于大约0.2重量%的钒和钛的总浓度；和余量的铝。2.权利要求1的方法，其中所述铸铝组件在枝晶臂间距大于或等于大约30
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m的位置具有小于或等于大约300
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m的平均晶粒度。3.权利要求1的方法，其中所述铸铝组件包含选自：二硼化钒(VB2)、Ti(C,B)及其组合的晶粒细化剂，其中所述晶粒细化剂嵌在铸铝组件的铝晶粒内部。4.权利要求1的方法，其中所述铝合金组合物具有大于或等于大约0.6至小于或等于大约1.2的铬和锰的总浓度与铁的比率。5.权利要求1的方法，其中所述铝合金组合物具有小于或等于大约2的锰与铬的比率。6.权利要求1的方法，其中所述铝合金组合物包含：大于或等于大约5重量%至小于或等于大约9重量%的硅；大于或等于大约0.25重量%至小于或等于大约0.4重量%的镁；大于或等于大约0.2重量%至小于或...

【专利技术属性】
技术研发人员：湛弘义，P，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：