【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造铝合金领域，尤其涉及高冲击韧性铝镁硅合金材料及构件的铸造方法。
技术介绍
1、铸造铝合金作为传统的金属材料，因其密度小、比强度高等特点，广泛应用于航空、航天、汽车、机械等行业。随着现代工业及铸造新技术的发展，对铸造铝合金，如具有高强度、高冲击韧性、优良的耐磨性和耐腐蚀性的铸造铝合金，需求量越来越大。经过几十年的发展，高强度铝合金已形成完整系列，性能趋于稳定，生产方法日趋完善。但目前高强度铸造铝合金的高冲击韧性较低，一般不能承受较大的弹性变形，从而使其应用受到较大的限制。许多需要高冲击韧性的重要部件多采用变形铝合金制造。然而变形铝合金虽然具有理想的高冲击韧性，但其加工过程对设备和工装模具要求高，工序多，成本很高，特别是对复杂结构零件成形困难。相比之下，铸造铝合金具有价格低廉，铸件组织各向同性，容易生产形状复杂的零件。因此，开发能够代替部分变形铝合金并具有高冲击韧性的铸造铝合金，规范其铸造成型工艺，缩短生产周期，降低制造成本，前景十分广泛。
2、众所周知，铝合金已经广泛应用于汽车底盘结构件，比如车轮、转向节、副车架等，汽车面对复杂路况，除了具有长寿命的耐疲劳性，这些零件还需要承受很大冲击载荷，保证乘客的安全。铸造铝合金热处理强化后的延伸率一般在3%-7%，夏比冲击功在15~22j/cm2，(gb/t 229-2020《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》)。室温时，如果延伸率和冲击功能提高到普碳钢80%以上，铸造铝合金就能广泛应用于较大冲击载荷的结构件。
3、然而常规的铸造铝合金难以同时达到延伸率
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种高冲击韧性铝镁硅合金材料及构件的铸造方法，以解决常规的铸造铝合金难以同时达到延伸率高、冲击韧性强且合金强度高的要求的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种高冲击韧性铝镁硅合金材料，包括组分及重量含量如下：si 6.5 ～10.5％，mg 0.3～0.6％，be 0.01%～0.1%，mn 0.1～0.5％，ti 0.1～0.5％，nb 0.01%～0.1%，re 0.01～0.05％，fe 0.1～ 0.15％，cr 0.01～0.25，zn 0.01～0.20％，cu 0.01～0.20％，sr 0.01～0.02％，p≤100ppm，余量为al和其它杂质元素。
3、所述re为ce、gd、y、nd、sm、er、yb、la中的一种或几种。
4、根据本申请的实施方式，包括组分及重量含量如下：si 6.5 ～10.5％，mg 0.3～0.6％，be 0.01%～0.1%，mn 0.1～0.5％，ti 0.1～0.5％，nb 0.01%～0.1%，re 0.01～0.05％，fe 0.1～ 0.15％，cr 0.01～0.25，zn 0.01～0.20％，cu 0.01～0.20％，sr 0.01～0.02％，p≤100ppm，余量为al和其它杂质元素。
5、所述re为nd、y、la、ce中的一种或几种。
6、本申请还提供了一种高冲击韧性铝镁硅合金构件的铸造方法，包括以下步骤：
7、将上述的高冲击韧性铝镁硅合金材料对应的原料熔化后，得到熔炼液。
8、将所述熔炼液进行精炼，得到铝合金熔体。
9、将所述铝合金熔体在浇注温度为660～700℃的条件下，进行低压或差压铸造。
10、根据本申请的实施方式，所述si、mg、mn、ti、re、fe、p、sr、al对应的原料来自工业纯铝、结晶硅、电解铜、工业纯镁、工业纯锌、al-be中间合金、al-sr中间合金、al-cr中间合金、al-p中间合金、al- mn中间合金、al-re中间合金和al-ti-b-nb中间合金。
11、根据本申请的实施方式，将高冲击韧性铝镁硅合金材料对应的原料熔化的步骤包括：
12、在400～500℃的条件下熔炼结晶硅和工业纯铝，得到第一熔炼液。
13、在720～750℃条件下，向所述第一熔炼液中加入所述al-mn中间合金、所述电解铜和所述al-re中间合金，得到第二熔炼液。
14、在720～730℃条件下，向所述第二熔炼液中加入al-sr中间合金和al-p中间合金，静置15～30分钟后搅拌3～5分钟，使其熔化，得到第三熔炼液。
15、在710～730℃条件下，向所述第三熔炼液中加入al-ti-b-nb中间合金，搅拌，静置3～5分钟，得到第四熔炼液。
16、在710～730℃条件下，向所述第四熔炼液中加入工业纯镁，充分熔化，得到所述熔炼液。
17、根据本申请的实施方式，还包括：
18、将所述工业纯铝、所述结晶硅、所述电解铜、所述工业纯镁、所述工业纯锌、所述al-be中间合金、所述al-sr中间合金、所述al-cr中间合金、所述al-p中间合金、所述al- mn中间合金、所述al-re中间合金和所述al-ti-b-nb中间合金预热至100～200℃，保温2小时以上。
19、根据本申请的实施方式，所述在400～500℃的条件下熔炼结晶硅和工业纯铝，得到第一熔炼液的步骤包括：
20、在400～500℃的条件下，在所述结晶硅上面覆盖所述工业纯铝总重量的40～80％，升温至工业纯铝熔化的温度，得铝液。
21、所述结晶硅在所述铝液的包裹下熔化，搅拌，再加入余下的所述工业纯铝。
22、根据本申请的实施方式，所述将所述熔炼液进行精炼，得到铝合金熔体的步骤包括：
23、在710～740℃条件下，在所述熔炼液中加入精炼剂，精炼15～30分钟后静置20～40分钟，再冷却至660～700℃，撇去表面浮渣，即得铝合金熔体。
24、根据本申请的实施方式，所述铝合金熔体在1~3个大气压或压差的条件下进行低压或差压铸造。
25、根据本申请的实施方式，在浇注前，铸造模具的预热温度为380～450℃。
26、上述的高冲击韧性铝镁硅合金材料中，包括稀土、钛、铌元素。其成分比例合适，可以通过工艺参数的调整，获得晶粒细小、致密、成分均匀、弥散分布于基体的富re金属间化合物，以及低缺陷或无缺陷的组织，能在不降低合金强度的基础上显著提高其高冲击韧性，并且其延伸率≥12％。上述的高冲击韧性铝镁硅合金材料能够同时达到延伸率高、冲击韧性强且合金强度高的要求，利用范围广。
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1.一种高冲击韧性铝镁硅合金材料，其特征在于，包括组分及重量含量如下：Si 6.5～10.5％，Mg 0.3～0.6％，Be 0.01%～0.1%，Mn 0.1～0.5％，Ti 0.1～0.5％，Nb 0.01%～0.1%，RE 0.01～0.05％，Fe 0.1～ 0.15％，Cr 0.01～0.25，Zn 0.01～0.20％，Cu 0.01～0.20％，Sr 0.01～0.02％，P≤100ppm，余量为Al和其它杂质元素；
2.根据权利要求1所述的高冲击韧性铝镁硅合金材料，其特征在于，包括组分及重量含量如下：Si 6.5 ～10.5％，Mg 0.3～0.6％，Be 0.01%～0.1%，Mn 0.1～0.5％，Ti 0.1～0.5％，Nb 0.01%～0.1%，RE 0.01～0.05％，Fe 0.1～ 0.15％，Cr 0.01～0.25，Zn 0.01～0.20％，Cu 0.01～0.20％，Sr 0.01～0.02％，P≤100ppm，余量为Al和其它杂质元素；
3.一种高冲击韧性铝镁硅合金构件的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
<...【技术特征摘要】
1.一种高冲击韧性铝镁硅合金材料，其特征在于，包括组分及重量含量如下：si 6.5～10.5％，mg 0.3～0.6％，be 0.01%～0.1%，mn 0.1～0.5％，ti 0.1～0.5％，nb 0.01%～0.1%，re 0.01～0.05％，fe 0.1～ 0.15％，cr 0.01～0.25，zn 0.01～0.20％，cu 0.01～0.20％，sr 0.01～0.02％，p≤100ppm，余量为al和其它杂质元素；
2.根据权利要求1所述的高冲击韧性铝镁硅合金材料，其特征在于，包括组分及重量含量如下：si 6.5 ～10.5％，mg 0.3～0.6％，be 0.01%～0.1%，mn 0.1～0.5％，ti 0.1～0.5％，nb 0.01%～0.1%，re 0.01～0.05％，fe 0.1～ 0.15％，cr 0.01～0.25，zn 0.01～0.20％，cu 0.01～0.20％，sr 0.01～0.02％，p≤100ppm，余量为al和其它杂质元素；
3.一种高冲击韧性铝镁硅合金构件的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【专利技术属性】
技术研发人员：尹志高，朱霖，魏晨光，刘强，王书宇，王立生，徐佐，张振栋，朱志华，刘春海，马向前，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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