【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及对铁杂质具有高耐受性的铸造铝合金部件，并且更具体地涉及包括具有相对高的铁含量的可回收铸造铝-硅合金部件的交通工具以及用于制造这种铸造铝合金部件的方法。
技术介绍
1、本部分提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
2、本公开总体上涉及对铁杂质具有高耐受性的铸造铝合金部件，并且更具体地涉及包括具有相对高的铁含量的可回收铸造铝-硅合金部件的交通工具以及用于制造这种铸造铝合金部件的方法。
3、用于交通工具(例如汽车)应用的轻质金属部件通常由铝和/或镁合金制成。这种轻质金属可形成坚固且刚性的承载部件，同时具有良好的强度和延展性(例如伸长率)。高强度和延展性对于交通工具例如汽车特别重要。
4、为了节能、减少二氧化碳和其它污染物的产生以及可持续性，希望回收铝合金部件。然而，回收的用后(post-consumer)铝废料通常含有相对高水平的铁作为杂质。传统上，已经避免铝合金中高水平的铁，因为铁可以与硅和铝结合以形成富铁金属间化合物(intermetallics)，其倾向于在变形中充当裂纹引发剂，降低铝-硅铸件的断裂韧性、延展性和耐疲劳性。例如，为了生产交通工具中的转向节和道路车轮(road wheels)，将a356铝合金中的铁含量控制在小于0.15重量%。然而，为了满足铁小于0.15重量%的限制，仅可使用非常有限比例的回收铝废料。因此，希望能够提高铸造铝合金产品中的铁耐受性，从而可以加入另外的回收用后铝以增强这种产品的可持续性，同时不降低机械性能。
技
1、本部分提供了本公开的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
2、本公开涉及热处理的铸造铝合金部件。例如，在一个变型中，本公开提供了一种由铝合金形成的用于交通工具的热处理的铸造铝合金部件。所述铝合金可以包含大于或等于约5质量%至小于或等于约11质量%的硅(si)、小于或等于约0.5质量%的镁(mg)、大于或等于约0.2质量%至小于或等于约1.1质量%的铁(fe)、小于或等于约0.5质量%的铜(cu)、小于或等于约0.5质量%的锌(zn)、小于或等于约0.2质量%的钛(ti)、小于或等于约0.02质量%的铬(cr)、小于或等于约0.05质量%的锰(mn)、小于或等于约200ppm的锶(sr)、大于或等于约50ppm至小于或等于约500ppm的合金化元素(alloying element)，其中所述合金化元素选自：钡(ba)、镧(la)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)及其组合，以及余量的铝(al)。所述热处理的铸造铝合金部件基本上不含具有片(platelet)形状的小面化(faceted)含铁金属间化合物并且至少一个区域具有大于或等于约180mpa的屈服强度和大于或等于约7%的伸长率。
3、在一个方面中，所述铝合金包含大于或等于约70%的铝回收废料(recyclingscrap)。
4、在一个方面中，所述铝合金包含大于或等于约0.25质量%的铁(fe)。
5、在一个方面中，所述铝合金包含大于或等于约0.4质量%的铁(fe)。
6、在一个方面中，所述铝合金包含大于或等于约6.5质量%至小于或等于约8质量%的硅(si)、大于或等于约0.3质量%至小于或等于约0.4质量%的镁(mg)、大于或等于约0.2质量%至小于或等于约0.6质量%的铁(fe)、小于或等于约0.1质量%的铜(cu)、小于或等于约0.1质量%的锌(zn)以及大于或等于约50ppm至小于或等于约300ppm的所述合金化元素。
7、在一个方面中，所述铝合金包含：大于或等于约6.5质量%至小于或等于约8质量%的硅(si)、大于或等于约0.3质量%至小于或等于约0.4质量%的镁(mg)、大于或等于约0.4质量%至小于或等于约0.8质量%的铁(fe)、小于或等于约0.1质量%的铜(cu)、小于或等于约0.1质量%的锌(zn)以及大于或等于约50ppm至小于或等于约300ppm的所述合金化元素。
8、在一个方面中，所述热处理的铸造铝合金部件包含具有非小面化圆形形态(non-faceted rounded morphology)的含铁金属间化合物。
9、在一个方面中，所述热处理的铸造铝合金部件包含含铁金属间化合物，所述含铁金属间化合物包含铁(fe)、硅(si)和铝(al)，并且在热处理之后，所述含铁金属间化合物被球化并且具有大于或等于约1微米至小于或等于约5微米的平均等量直径(averageequivalent diameter)。
10、在一个方面中，所述合金化元素选自：钡(ba)、钐(sm)、铕(eu)、铒(er)及其组合。
11、在一个方面中，所述热处理的铸造铝合金部件是汽车部件。
12、在一个方面中，所述屈服强度大于或等于约210mpa。
13、在一个方面中，所述热处理的铸造铝合金部件是选自以下各项组成的组的汽车部件：内燃机部件、阀、活塞、涡轮增压器部件、轮圈、车轮、副车架、转向节、控制臂、环及其组合。
14、本公开还涉及一种制造回收铝合金部件的方法，所述方法包括将包含大于或等于约70质量%的铝回收废料的铝合金前体熔化以形成熔融合金。所述铝合金前体具有包含以下的组成：大于或等于约5质量%至小于或等于约11质量%的硅(si)、小于或等于约0.5质量%的镁(mg)、大于或等于约0.2质量%至小于或等于约1.1质量%的铁(fe)、小于或等于约0.5质量%的铜(cu)、小于或等于约0.5质量%的锌(zn)、小于或等于约0.2质量%的钛(ti)、小于或等于约0.02质量%的铬(cr)、小于或等于约0.05质量%的锰(mn)、小于或等于约200ppm的锶(sr)和余量的铝(al)。所述方法还包括将中间合金(master alloy)引入所述熔融合金中。所述中间合金包含选自铝(al)、镁(mg)、硅(si)及其组合的基质元素以及选自钡(ba)、镧(la)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)及其组合的合金化元素。所述方法包括通过以小于或等于约20℃/秒的最大冷却速率固化所述熔融合金来铸造以形成铸态(as-cast)回收铝合金部件。所述方法还包括热处理所述铸态回收铝合金部件以基本上不含具有片形状的小面化含铁金属间化合物以及具有至少一个屈服强度大于或等于约180mpa和伸长率大于或等于约7%的区域。
15、在一个方面中，所述合金化元素以大于或等于约5质量%至小于或等于约30质量%存在于所述中间合金中。
16、在一个方面中，所述中间合金以大于或等于约0.01质量%至小于或等于约2.5质量%添加到所述熔融合金中。
17、在一个方面中，所述方法还包括：(i)在引入所述中间合金之前，熔融精制(meltrefining)所述熔融合金本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种由铝合金形成的用于交通工具的热处理的铸造铝合金部件，所述铝合金包含：
2.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述铝合金包含：
3.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述铝合金包含：
4.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述热处理的铸造铝合金部件包含具有非小面化圆形形态的含铁金属间化合物。
5.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述热处理的铸造铝合金部件包含含铁金属间化合物，所述含铁金属间化合物包含铁(Fe)、硅(Si)和铝(Al)并且在热处理之后，所述含铁金属间化合物被球化并且具有大于或等于约1微米至小于或等于约5微米的平均等量直径。
6.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述热处理的铸造铝合金部件是汽车部件，其中所述汽车部件选自：内燃机部件、阀、活塞、涡轮增压器部件、轮圈、车轮、副车架、转向节、控制臂、环及其组合。
7.一种制备回收铝合金部件的方法，其包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述合金化元素以大于或等
9.根据权利要求7所述的方法，还包括：(i)在引入所述中间合金之前，熔融精制所述熔融合金并脱气；(ii)在引入所述中间合金之后和铸造之前，熔融精制所述熔融合金并脱气；或(i)和(ii)两者。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述热处理包括在大于或等于约530℃至小于或等于约550℃的温度将所述铸态回收铝合金部件回火大于或等于约1小时至小于或等于约10小时，随后在所述热处理之后在大于或等于约30℃至小于或等于约100℃范围内的温度用水淬火，和然后在大于或等于约130℃至小于或等于约190℃的温度将所述回收铝合金部件时效大于或等于约1小时至小于或等于约10小时。
...【技术特征摘要】
1.一种由铝合金形成的用于交通工具的热处理的铸造铝合金部件，所述铝合金包含：
2.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述铝合金包含：
3.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述铝合金包含：
4.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述热处理的铸造铝合金部件包含具有非小面化圆形形态的含铁金属间化合物。
5.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述热处理的铸造铝合金部件包含含铁金属间化合物，所述含铁金属间化合物包含铁(fe)、硅(si)和铝(al)并且在热处理之后，所述含铁金属间化合物被球化并且具有大于或等于约1微米至小于或等于约5微米的平均等量直径。
6.根据权利要求1所述的热处理的铸造铝合金部件，其中所述热处理的铸造铝合金部件是汽车部件，其中所述汽车部件选自：内燃机部件、阀、活塞、涡轮增压器部件、轮圈、车轮、副车架、转向节、控制臂、环及其组合。
【专利技术属性】
技术研发人员：湛弘义，王攀，王建锋，
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：
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