免热处理的压铸合金及其制备方法和压铸件技术

本发明专利技术提供了一种免热处理的压铸合金及其制备方法和压铸件。该免热处理的压铸合金包括按质量百分比计的如下组分：Si 6～9.5％，Mn 0.35～0.65％，Fe 0.06～0.15％，Mg 0.09～0.25％，Sr 0.01～0.028％，高温稳定相元素0.05～0.25％，其余为Al和不可避免杂质元素，不可避免杂质元素的总量≤0.3％，高温稳定相元素为Cr、V、Co和Mo中的至少一种。本申请提供的免热处理的压铸合金通过合金成分设计，其预结晶组织较小，体积分数较少，进而使得该合金制备而成的压铸件力学性能优异，不同部位的性能均匀，能够有效满足一体化压铸件的使役性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
免热处理的压铸合金及其制备方法和压铸件


[0001]本专利技术涉及金属材料
，具体而言，涉及一种免热处理的压铸合金及其制备方法和压铸件。

技术介绍

[0002]近年来，随着轻量化发展战略的实施和压铸设备、工艺技术的迅速发展，采用高真空压铸制备的汽车受力结构件成为新能源汽车实现轻量化的重要途径。目前，铝合金压铸结构件普遍采用AlSiMnMg系合金配合热处理来实现零件的强韧化。热处理通常会导致薄壁结构件的变形和成本的提高。为了提高薄壁结构件的成品率降低成本，采用免热处理高强韧铝合金制备薄壁结构件是重要发展方向。这就要求免热处理铝合金不仅具有高屈服强度、高韧性和高疲劳强度等综合力学性能，还具有优异的铸造流动性、尺寸稳定性和比刚度。根据其材料特性，免热处理铝合金压铸结构件易通过胶结和自穿刺与其它零件连接，相比钢制件大幅降低零件重量，提高新能源汽车的里程数和操控性能。随着新能源汽车结构件的集成化程度越来越高，免热处理压铸铝合金材料成为其唯一选择。
[0003]近年来，大吨位(合模力)压铸机、高真空压铸技术的发展与突破恰逢其时，为大型化集成化一体化结构压铸件的发展带来了难得的历史机遇。对于新能源汽车制造业而言，大型一体化压铸结构件的应用将极大推动其轻量化发展，同时提升车身整体强度，且能更便捷地实现减重设计与外形设计，降低设计难度，大幅缩短整车的设计周期与生产周期，使新能源汽车产业轻量化带来的效益更上一个台阶，“双碳”目标的出台使得减耗、减排成为汽车技术的重要发展方向。在汽车轻量化大背景下，承载式车身结构件的集成设计与一体化铝合金压铸成型已成为各汽车厂商轻量化技术布局的重点，适用于大型、薄壁压铸件的免热处理铝合金材料开发，成为一体化铝合金压铸材料的研究重点。
[0004]然而，高压铸造过程中，熔体通过浇注系统进入压室后，合金液在压室中停留过程以及慢压射推进过程中与压室壁存在热交换，压射室内壁附近的熔体中α
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Al相提前形核乃至生长。后续快压射充型过程中，部分预结晶组织被高速射流时熔体的剪切力破碎并重溶，在流变力的作用下，未重溶的预结晶组织会在试棒中心偏聚，在随后快速凝固过程中长大，形成相对粗大的枝晶状α
‑
Al相，形成的压铸件中近浇口及壁厚中心部位的预结晶组织较多。这种组织的存在不利于压铸件组织的均匀性，从而降低压铸件整体力学性能，尤其在不可通过热处理改善合金力学性能的免热处理铝合金压铸件中更加明显。
[0005]随着一体化压铸承载件的尺寸、复杂程度、轻量化要求的提高，亟需研制一种预结晶组织尺寸小，均匀性好，力学性能优异的压铸件。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种免热处理的压铸合金及其制备方法和压铸件，以解决现有技术中压铸件中预结晶组织较多，存在相对粗大的枝晶状α
‑
Al相，导致压铸件组织的均匀性较差，力学性能较差，无法满足一体化压铸件使役性能的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种免热处理的压铸合金，该压铸合金包括按质量百分比计的如下组分：Si 6～9.5％，Mn 0.35～0.65％，Fe 0.06～0.15％，Mg0.09～0.25％，Sr 0.01～0.028％，高温稳定相元素0.05～0.25％，其余为Al和不可避免杂质元素；不可避免杂质元素中单个元素含量≤0.05％，不可避免杂质元素的总量≤0.3％，高温稳定相元素为Cr、V、Co和Mo中的至少一种。
[0008]进一步地，压铸合金的预结晶组织尺寸的平均值为25～45μm，最大尺寸为40～64μm，体积分数为1～4％。
[0009]进一步地，高温稳定相元素的体积分数为0.05～0.18％。
[0010]进一步地，压铸合金的液相线温度为T1固相线温度为T2，其中，T1≤625℃，T2≥565℃，且T1
‑
T2≤50℃。
[0011]为了实现上述目的，根据本专利技术的另一个方面，提供了一种压铸合金的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤S1，将合金原料熔炼成待处理合金液，将待处理合金液进行变质、除气和除渣，得到预压铸合金液，其中，变质、除气、除渣的操作温度均不低于熔炼的温度，且预压铸合金液的温度为685～750℃，优选为710～720℃；步骤S2，将预压铸合金输送至压铸机进行压铸，得到压铸合金，压铸合金的温度为T3，T3
‑
T1＝74～110℃；其中，压铸冲头的低速为0.15～0.2m/s，高速为2～5m/s。
[0012]进一步地，出气包括：向原料合金液中通入压力为0.18～0.25MPa的惰性气体；其中，惰性气体优选为压力或5N以上的高纯氮气；
[0013]进一步地，除渣包括：向原料合金液中加入除渣剂，除渣剂的质量为原料合金液总质量的0.1～0.3％，优选除渣剂为无钠精炼剂。
[0014]进一步地，步骤S2，进入压铸机的预压铸合金液的温度为T4，T4
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T1＝5～10℃；和/或，预压铸合金液输送至压铸机过程中，预压铸合金液的温度降低不超过20℃。
[0015]进一步地，步骤S2，压力铸为真空压铸，该真空压铸的型腔真空度为90～95Pa；和/或，真空压铸过程中，模具的温度为150～250℃。
[0016]进一步地，步骤S2，压铸冲头的低速为0.18～0.25m/s，高速为2～4m/s。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供了一种压铸件，该压铸件的材料为上述第一方面提供的任一种压铸合金或上述第二方面提供的任一种制备方法得到的压铸合金。
[0018]本申请提供的免热处理的压铸合金通过合金成分设计，其预结晶组织较小，体积分数较少，进而使得该合金制备而成的压铸件力学性能优异，不同部位的性能均匀，能够有效满足一体化压铸件的使役性能，具有显著的技术意义和广阔的应用前景。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1为本申请实施例1铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0021]图2为本申请实施例2铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0022]图3为本申请实施例3铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0023]图4为本申请实施例4铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0024]图5为本申请实施例5铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0025]图6为本申请实施例6铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0026]图7为本申请实施例7铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0027]图8为本申请对比例1铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0028]图9为本申请对比例2铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0029]图10为本申请对比例3铝合金压铸件的微观金相组织图；
[0030]图11为本申请对比例4铝合金压铸件的微观金相组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免热处理的压铸合金，其特征在于，所述压铸合金包括按质量百分比计的如下组分：Si 6～9.5％，Mn 0.35～0.65％，Fe 0.06～0.15％，Mg 0.09～0.25％，Sr 0.01～0.028％，高温稳定相元素0.05～0.25％，其余为Al和不可避免杂质元素；所述不可避免杂质元素中单个元素含量≤0.05％，所述不可避免杂质元素的总量≤0.3％；所述高温稳定相元素为Cr、V、Co和Mo中的至少一种。2.根据权利要求1所述的压铸合金，其特征在于，所述压铸合金的预结晶组织尺寸的平均值为25～45μm，最大尺寸为40～64μm，体积分数为1～4％。3.根据权利要求1所述的压铸合金，其特征在于，所述高温稳定相元素的体积分数为0.05～0.18％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的压铸合金，其特征在于，所述压铸合金的液相线温度为T1，固相线温度为T2，其中，T1≤625℃，T2≥565℃，且T1
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T2≤50℃。5.一种权利要求1至4中任一项所述的压铸合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤S1，将合金原料熔炼成待处理合金液，将所述待处理合金液进行变质、除气和除渣，得到预压铸合金液，其中，所述变质、所述除气、所述除渣的操作温度均不低于所述熔炼的温度，且所述预压铸合金液的温度为685～750℃，优选为710～720℃；步骤S2，将所述预压铸合金液输送至...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊超，钟鼓，付裕，贵星卉，王强，周玉立，宋炜，李虎田，
申请(专利权)人：中国铝业集团高端制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：