一种免热处理高强韧压铸铝合金及其制备方法与制品技术

本发明专利技术公开了一种免热处理高强韧压铸铝合金及其制备方法与制品，属于铝合金技术领域，铝合金包括下述质量百分比含量的组分：7.0~10.0wt.%的硅，不大于0.05wt.%的铜，不大于0.4wt.%的镁，0.3~0.7wt.%的锰，不大于0.2wt.%的铁，不大于0.07wt.%的锌，不大于0.2wt.%的钛，0.015~0.03wt.%的锶，0.01~0.1wt.%的钒，0.01~0.1wt.%的锆，其他不可避免的杂质元素单个不大于0.05wt.%，其他不可避免的杂质元素总和不大于0.25wt.%，其余为铝。还公开了铝合金的制备方法和制品。本发明专利技术提供了的免热处理高强韧压铸铝合金及其制备方法与制品，能够实现集成化高性能铝合金铸件的低碳批量连续生产。所制备的铝合金不仅具备高强韧的力学性能，同时还具备较好的流动性，在压力的推动下铝液能够流畅的填充模具型腔，确保大型集成化铸件的成型质量及合格率。成型质量及合格率。成型质量及合格率。

【技术实现步骤摘要】
一种免热处理高强韧压铸铝合金及其制备方法与制品


[0001]本专利技术属于铝合金
，具体涉及一种免热处理高强韧压铸铝合金及其制备方法与制品。

技术介绍

[0002]铝及铝合金具有密度小、比强度高、塑性好、力学性能优良、热膨胀系数低、良好的耐腐蚀性能、导电性和导热性优良、易加工、可回收等特点，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶、化学工业及包装等领域得到了广泛应用，成为现代工业（特别是汽车工业）中应用最广泛的一类有色金属材料，也是一种绿色环保的、可持续发展的有色金属材料。随着汽车制造业的发展，对铝合金材料的性能提出了更高的要求，开发新型高强度、高塑性、高韧性和良好加工制造性能的铝合金具有重要的研究意义。
[0003]现有技术中，传统的压铸铝合金以ADC12、A380铝合金牌号为主要原材料，虽然具备较高的强度，但伸长率较低，无法满足结构件的力学性能需求。同时传统普通压铸因会卷气使得铸件存在气孔，气孔受热时会发生鼓泡，导致普通压铸的铸件无法通过热处理对其性能进行优化，因此，传统压铸件性能受到限制，往往只适合压铸链条盖、油底壳等功能性铸件，而无法制备高性能需求的铸件。
[0004]随着压铸工艺与铸造装备的提升，铸造领域发展出了高真空压铸技术，解决了合金液在型腔充型过程中产生卷气的问题，因此高真空压铸生产的铸件可以通过热处理工序获得更优异的性能。与之相应材料方面，可热处理强化的Silafont 36合金，即AlSi10MnMg铝合金(专利公开号：US6364970B1)，被广泛用于压铸对力学性能有一定要求的结构性铸件，如减震塔、纵梁。
[0005]轻量化是汽车行业发展的大趋势。其中一体化压铸成为了实现汽车轻量化的重要途径，例如特斯拉Model Y后地板总成采用一体压铸后，其重量降低了30%。Silafont 36合金虽然热处理后具备高强韧的特点，但大尺寸的铸件在热处理过程中易变形，因此不适用于一体化压铸。一体化压铸的发展对免热处理材料提出了需求，即铸态下便具备高强韧力学性能的铝合金材料。
[0006]目前国内有多家企业和科研院校公开一些可用于一体化压铸的免热处理铝合金材料，如上海交通大学的CN 114411020 A和CN 109881056 A，这些专利除了添加常见的Si、Mg、Mn的元素外，还通过添加稀土作为强化元素来保证铝合金的高强度和高韧性，但因含有价格较高稀土元素，使得原本对熔炼质量要求很高的高强韧铝合金生产成本更加昂贵。类似的，清华大学也有相关研究的两种铝合金，并命名THAS
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1（申请公布号 CN 110079712 A）和THAS
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2（申请公布号CN 111455228 A），其强度较高，但从实施例来看，性能测试时的铝液是2kg小批量熔炼所得，所采用的试棒为圆棒，在产品上取板材试样的性能未可知。保定隆达铝业有限公司（隶属立中集团）的CN 111139381 A则控制了太多杂质元素的含量，对大批量连续生产的铝液质量控制有较大的难度，且一定程度上限制了回炉料的使用。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本专利技术提供了一种免热处理高强韧压铸铝合金及其制备方法与制品，本专利技术所制备的铝合金不仅具备高强韧的力学性能特点，同时还具备良好的流动性，铝液能够在压力的推动下流畅的填充模具型腔，确保大型压铸件的成型质量，实现大体量的连续生产。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供一种免热处理高强韧压铸铝合金，所述铝合金包括下述质量百分比含量的组分：7.0~10.0wt.%的硅，不大于0.05wt.%的铜，不大于0.4wt.%的镁，0.3~0.7wt.%的锰，不大于0.2wt.%的铁，不大于0.07wt.%的锌，不大于0.2wt.%的钛，0.015~0.03wt.%的锶，0.01~0.1wt.%的钒，0.01~0.1wt.%的锆，其他不可避免的杂质元素单个不大于0.05wt.%，其他不可避免的杂质元素总和不大于0.25wt.%，其余为铝。
[0009]作为本专利技术的进一步优选，所述铝合金包括下述质量百分比含量的组分：8.5~9.5wt.%的硅，不大于0.05wt.%的铜，0.2~0.3wt.%的镁，0.45~0.55wt.%的锰，不大于0.2wt.%的铁，不大于0.07wt.%的锌，不大于0.2wt.%的钛，0.015~0.03wt.%的锶，0.02~0.05wt.%的钒，0.01~0.05wt.%的锆，其他不可避免的杂质元素单个不大于0.05wt.%，其他不可避免的杂质元素总和不大于0.25wt.%，其余为铝。
[0010]作为本专利技术的进一步优选，所述铝合金包括下述质量百分比含量的组分：8.5~9.5wt.%的硅，不大于0.05wt.%的铜，不大于0.1wt.%的镁，0.45~0.55wt.%的锰，不大于0.2wt.%的铁，不大于0.07wt.%的锌，不大于0.2wt.%的钛，0.015~0.03wt.%的锶，0.02~0.05wt.%的钒，0.01~0.05wt.%的锆，其他不可避免的杂质元素单个不大于0.05wt.%，其他不可避免的杂质元素总和不大于0.25wt.%，其余为铝。
[0011]作为本专利技术的进一步优选，所述钒的质量百分比含量和所述锆的质量百分比含量比值为1.2:1~2.4:1。
[0012]此外，本专利技术还提供了一种免热处理高强韧压铸铝合金制备方法，用于制备上述免热处理高强韧压铸铝合金，包括如下步骤：S1、按照重量比称取铝原料、硅原料、镁原料、Al
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Mn中间合金、Al
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V中间合金、Al
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Zr中间合金、Al
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Sr中间合金、Al
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Ti
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B中间合金；S2、将称取出的金属原料分批次添加至熔炼炉熔炼，得到熔融铝液；S3、待所述熔融铝液中的金属全部融化后，静置所述熔融铝液，并分析其化学成分是否符合要求；若是则进入步骤S5；若否则进入步骤S4；S4、根据所述化学成分的分析确定成分调整方案及材料，之后进入步骤S2；S5、对所述熔融铝液进行初步精炼，并将初步精炼的熔融铝液注入转运包内；S6、对所述转运包中初步精炼的所述熔融铝液进行二次精炼，并添加粉末态Al
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Ti
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B中间合金，得到精炼铝液；S7、将所述精炼铝液进行质量检测，判断所述精炼铝液是否符合质量要求；若是则进入步骤S9；若否则进入步骤S8；S8、根据所述质量检测确定质量调整方案及材料，之后进入步骤S2；S9、将所述精炼铝液注入压铸机中压铸，得到免热处理高强韧压铸铝合金产品和一级回炉料。
[0013]作为本专利技术的进一步优选，所述S2包括如下步骤：
S21、将所述铝原料添加到所述熔炼炉中，之后所述熔炼炉中的温度升温至680℃，保持所述熔炼炉中温度直至所述铝原料全部熔化；S22、将所述熔炼炉中的温度升温至720℃~750℃，之后加入硅原料、Al
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Mn中间合金、Al<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免热处理高强韧压铸铝合金，其特征在于，所述铝合金包括下述质量百分比含量的组分：7.0~10.0wt.%的硅，不大于0.05wt.%的铜，不大于0.4wt.%的镁，0.3~0.7wt.%的锰，不大于0.2wt.%的铁，不大于0.07wt.%的锌，不大于0.2wt.%的钛，0.015~0.03wt.%的锶，0.01~0.1wt.%的钒，0.01~0.1wt.%的锆，其他不可避免的杂质元素单个不大于0.05wt.%，其他不可避免的杂质元素总和不大于0.25wt.%，其余为铝。2.根据权利要求1所述的免热处理高强韧压铸铝合金，其中，所述铝合金包括下述质量百分比含量的组分：8.5~9.5wt.%的硅，不大于0.05wt.%的铜，0.2~0.3wt.%的镁，0.45~0.55wt.%的锰，不大于0.2wt.%的铁，不大于0.07wt.%的锌，不大于0.2wt.%的钛，0.015~0.03wt.%的锶，0.02~0.05wt.%的钒，0.01~0.05wt.%的锆，其他不可避免的杂质元素单个不大于0.05wt.%，其他不可避免的杂质元素总和不大于0.25wt.%，其余为铝。3.根据权利要求1所述的免热处理高强韧压铸铝合金，其中，所述铝合金包括下述质量百分比含量的组分：8.5~9.5wt.%的硅，不大于0.05wt.%的铜，不大于0.1wt.%的镁，0.45~0.55wt.%的锰，不大于0.2wt.%的铁，不大于0.07wt.%的锌，不大于0.2wt.%的钛，0.015~0.03wt.%的锶，0.02~0.05wt.%的钒，0.01~0.05wt.%的锆，其他不可避免的杂质元素单个不大于0.05wt.%，其他不可避免的杂质元素总和不大于0.25wt.%，其余为铝。4.根据权利要求1~3中任一项所述的免热处理高强韧压铸铝合金，其中，所述钒的质量百分比含量和所述锆的质量百分比含量比值为1.2:1~2.4:1。5.一种免热处理高强韧压铸铝合金制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1~4中任一项所述的免热处理高强韧压铸铝合金，包括如下步骤：S1、按照重量比称取铝原料、硅原料、镁原料、Al
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Mn中间合金、Al
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V中间合金、Al
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Zr中间合金、Al
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Sr中间合金、Al
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Ti
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B中间合金；S2、将称取出的金属原料分批次添加至熔炼炉熔炼，得到熔融铝液；S3、待所述熔融铝液中的金属全部融化后，静置所述熔融铝液，并分析其化学成分是否符合要求；若是则进入步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华，朱宇，闫锋，林韵，万里，刘超峰，
申请(专利权)人：广东鸿图科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：