一种压铸用可钎焊的免热处理铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种压铸用可钎焊的免热处理铝合金及其制备方法，涉及铝合金领域

【技术实现步骤摘要】
一种压铸用可钎焊的免热处理铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金材料
，特别是涉及一种压铸用可钎焊的免热处理铝合金及其制备方法
。

技术介绍

[0002]近年来压铸铝合金材料在汽车行业得到广泛的应用，某些汽车零部件长期以来普遍采用高真空压铸工艺，但其在连接时通常无法满足焊接要求
。
由于铸造铝合金本身的特性，异种铝合金之间
(
如与变形铝合金
)
的焊接会遇到问题，其焊接性取决于两种母材之间的物理性能
、
化学性能
、
冶金及力学性能差异等，因此开发出新的母材
、
焊丝以及焊接工艺等，是汽车行业应用急需解决的问题
。
[0003]钎焊是采用比铝合金母材熔化温度低的钎料，采取低于母材固相线而高于钎料液相线的操作温度，通过熔化的钎料将母材连接在一起的一种焊接技术
。
目前
3000
系列合金
(
如
AA3003)
是传统的汽车热交换器用铝合金，它可用于几乎所有的钎焊方法，而单一的
5000
系列和
6000
系列一般用于真空钎焊
。
汽车工业朝轻量化方向发展，铝钎焊方法已经成为一项关键技术
。
[0004]当前普遍采用工艺为将铝型材
、
铝板材通过机械加工后进行焊接方式居多，但此方式加工耗时成本较高，不是一种理想的生产工艺
。/>常规铸造铝合金以铝硅类合金为主，其铸造成形性好但材料熔点不高
(<590℃)
，高温钎焊时温度较高
(610℃)
，浸泡一段时间材料会出现软化现象，且易产生气孔缺陷，无法生产合格的产品，因此不能满足使用要求
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种压铸用可钎焊的免热处理铝合金及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题
。
[0006]本专利技术合金材料在
Al
‑
Mn
系合金的基础上重新进行成分设计与调控，通过合金成分的优化实现了良好的钎焊性与铸造性
。Al
‑
Mn
合金是常用的变形铝合金，具有较好的耐腐蚀性
、
高的比强度
、
导热性能好等优点
。
[0007]Mn
可以阻止铝及其合金的再结晶过程，提高再结晶温度，显著细化晶粒
。Al
‑
Mn
合金平衡相图可知，在
658℃
时的共晶点为
1.82
％，形成以共晶金属间化合物
Al6Mn
相为主，一定含量
Mn
可保证合金具有较好流动性适于压铸，且合金的熔点高于钎焊要求的温度适于钎焊
。
[0008]在合金中加入
Fe
可降低
Mn
在铝中的溶解度，增大
Mn
的析出以减小
Mn
在铝中的偏析，但
Fe
含量不能过多，易形成较粗大的
Al6(FeMn)
相，此相属于硬脆相呈大片状分布在组织中，降低合金的塑性和强度
。Fe
也能提高合金的流动性，且压铸时有利于脱模，对于压铸过程是有益的
。
[0009]在本专利技术体系中加入
Si
对于流动性提升影响不大，含量过多容易形成金属间化合物
Al
15
(FeMn)3Si2相，是有害相会大幅降低固相线温度，从而无法满足钎焊的需求，因此本
专利技术严格控制
Si
含量在
0.6
％以下，且
Fe、Si
的含量在一定范围内会形成大量细小弥散分布的第二相，可显著提高合金的强韧性
。
[0010]Mg
加入合金后形成
Mg2Si
增强相，起到固溶强化提高了合金的屈服强度，但过多添加会降低钎焊性，一方面由于
Mg
含量大会降低合金的熔点，另外
Mg
有与钎料发生化学反应的倾向，很容易影响焊接质量，因此合金中
Mg
不可过量添加
。
[0011]加入微量
V
能提高铝合金的抗拉强度和延伸率，
V
在基体中会析出球状的
AlFeSi(Mn+V)
相，有效减少了基体中片状富铁相，有利于铝合金韧性的提高
。Ti
可有效细化晶粒，具有提升合金的强度和韧性作用
。
[0012]加入微量
Ga
能促进
Mg
在晶界的析出，进而促进强化相
Mg2Si
的析出，可有效提高合金的力学性能
。
微量的
Hf
能够与铝形成一种高温稳定化合物
Al3Hf
，能够更好的提升合金的耐热性能，且作为形核质点提高了合金异质形核能力，使合金组织得到一定程度的细化
。
微量的
Bi
可改善铸件的机械加工性能并一定程度上提高耐磨性
。
[0013]RE
稀土元素在铝合金中强化作用明显，主要有细晶强化
、
有限固溶强化和稀土化合物的第二相强化，同时能提高合金的流动性，还有减少铝合金液氢含量
、
降低了气体杂质缺陷的产生的几率，起到较好的净化铝液作用
。
压铸本身容易使铸件含气，且钎焊过程保证在真空状态对含气量要求高，加入稀土元素可起到明显改善作用
。
[0014]本专利技术提供了如下技术方案：
[0015]本专利技术技术方案之一：一种压铸用可钎焊铝合金，合金成分质量百分比含量如下：
[0016]Si
：
0.05
‑
0.6wt.
％
、Mn
：
0.9
‑
3.2wt.
％
、Fe
：
0.6
‑
2.5wt.
％
、Mg
：
0.2
‑
0.8wt.
％
、Ti
：
0.03
‑
0.3wt.
％
、V
：
0.01
‑
0.2wt.
％
、Ga
：
0.01
‑
0.03wt.
％
、Hf
：
0.003
‑
0.018wt.
％
、Bi:0.001
‑
0.03wt.
％
、RE:0.5
‑
6.5wt.
％，
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种压铸用可钎焊铝合金，其特征在于，合金成分质量百分比含量如下：
Si
：
0.05
‑
0.6wt.
％
、Mn
：
0.9
‑
3.2wt.
％
、Fe
：
0.6
‑
2.5wt.
％
、Mg
：
0.2
‑
0.8wt.
％
、Ti
：
0.03
‑
0.3wt.
％
、V
：
0.01
‑
0.2wt.
％
、Ga
：
0.01
‑
0.03wt.
％
、Hf
：
0.003
‑
0.018wt.
％
、Bi:0.001
‑
0.03wt.
％
、RE:0.5
‑
6.5wt.
％，
RE
包括
La、Ce
和
Y
中的至少1种及以上，余量为
Al
和不可避免的杂质，其中杂质总量
≤0.2
％；其中，
Fe
与
Mn
质量百分比含量之比满足：
0.18
＜
Fe:Mn
＜
3.0
；
Si
与
Mg
质量百分比含量之比满足：
0.06<Si:Mg<3.5
；
RE
与
Mn
质量百分比含量之比满足：
0.15<RE:Mn<7.5。2.
根据权利要求1所述的压铸用可钎焊铝合金，其特征在于，合金成分质量百分比含量如下：
Si
：
0.05
‑
0.24wt.
％
、Mn
：
2.7
‑
3.2wt.
％
、Fe
：
0.6
‑
1.0wt.
％
、Mg
：
0.66
‑
0.8wt.
％
、Ti
：
0.03
‑
0.3wt.
％
、V
：
0.01
‑
0.2wt.
％
、Ga
：
0.01
‑
0.015wt.
％
、Hf
：
0.003
‑
0.018wt.
％
、Bi
：
0.001
‑
0.03wt.
％
、RE
：
5.3
‑
6.5wt.
％；
RE
包括
La、Ce
和
Y
中的至少1种及以上，余量为
Al
和不可避免的杂质，其中杂质总量
≤0.2
％；其中，
Fe
与
Mn
质量百分比含量之比满足：
0.18
＜
Fe:Mn
＜
3.0
；
Si
与
Mg
质量百分比含量之比满足：
0.06<Si:Mg<3.5
；
RE
与
Mn
质量百分比含量之比满足：
0.15<RE:Mn<7.5。3.
根据权利要求1所述的压铸用可钎焊铝合金，其特征在于，合金成分质量百分比含量如下：
Si
：
0.25
‑
0.55wt.
％
、Mn
：
1.3
‑
2.6wt.
％
、Fe
：
1.1
‑
2.0wt.
％
、Mg
：
0.36
‑
0.65wt.
％
、Ti
：
0.03
‑
0.3wt.
％
、V
：
0.01
‑
0.2wt.
％
、Ga
：
0.016
‑
0.025wt.
％
、Hf
：
0.003
‑
0.018wt.
％
、Bi
：
0.001
‑
0.03wt.
％
、RE
：
1.9
‑
5.2wt.
％；
RE
包括
La、Ce
和
Y
中的至少1种及以上，余量为
Al
和不可避免的杂质，其中杂质总量
≤0.2
％；其中，
Fe
与
Mn
质量百分比含量之比满足：
0.18
＜
Fe:Mn
＜
3.0
；
Si
与
Mg
质量百分比含量之比满足：
0.06<Si:Mg<3.5
；
RE
与
Mn
质量百分比含量之比满足：
0.15<RE:Mn<7.5。4.
根据权利要求1所述的压铸用可钎焊铝合金，其特征在于，合金成分质量百分比含量如下：
Si
：
0.56
‑
0.6wt.
％
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林毛古，曹畅，张旭，王建国，闫国庆，翟凯，
申请(专利权)人：山西瑞格金属新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：