【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及al-si合金技术，尤其涉及一种高延伸率al-si合金一体化压铸件、及其组织控制方法及用途。
技术介绍
1、随着汽车轻量化的提出，汽车结构件正向着集成化、轻量化、高效率的设计和制造方向发展，比如一体压铸车身、一体压铸副车架等。目前汽车结构件免热处理压铸铝合金的研究聚焦于al-si系合金，其由于良好的铸造性能被广泛应用于汽车零部件的生产和一体化压铸车身等。
2、但al-si合金在使用过程中也存在一定问题，其综合性能受合金中粗大的α-al枝晶和脆性si相的形貌、分布及尺寸的影响。共晶组织中的al/si界面适配度不高，粗大的板片状或针条状共晶si会严重割裂合金基体，在共晶si尖端和棱角处引起应力集中，导致合金力学性能尤其是塑性下降。
3、为了提高压铸al-si合金的塑性，目前常用的方法是变质处理。向al-si合金中加入sr元素从而改变共晶si的形貌，虽然小型压铸件能够获得较好的力学性能，但是变质后合金吸气倾向加剧，熔体流动性下降，远距离充填后力学性能大幅降低。除变质处理外，晶粒细化也是提高压铸al-si合金塑性的有效途径，但是在采用sr作为变质剂的前提下，压铸件很难同时实现良好的细化和变质效果，原因在于含sr的变质剂和含b的细化剂易发生交互作用，从而产生毒化现象，导致细化和变质效能下降。因此，如何避免毒化作用，控制压铸al-si合金凝固组织，从而提高al-si合金塑性成为目前亟需解决的工程问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对目前向压铸
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高延伸率al-si合金一体化压铸件组织控制方法，包括以下步骤：
3、步骤(1)原材料准备：al-ti-b中间合金，压铸al-si合金和al-sr中间合金；
4、(2)熔炼及细化处理：将al-ti-b中间合金加入到压铸al-si合金熔体中，通过辅助工艺在短时间内促使其完全熔化，从而得到熔体ⅰ；
5、(3)变质处理：向熔体ⅰ中一次性加入al-sr中间合金，充分搅拌使其均匀，变质处理得到熔体ⅱ；
6、(4)压铸：压铸熔体ⅱ得到具有高延伸率al-si合金一体化压铸件。
7、进一步地，所述al-ti-b中间合金中1.8≤ti/b≤2.5，ti元素和b元素主要形成中间相tib2，tib2存在形式为颗粒，颗粒度为0.01-1.5μm，其质量分数为1％-10％，优选为2％-6％。无特殊说明本专利技术中％均为质量百分数。
8、进一步地，所述al-si合金中si质量含量≥5％；
9、进一步地，所述al-sr中间合金中sr质量含量为5％-15％，或为85％-95％。
10、进一步地，步骤(2)中al-ti-b中间合金的加入量应满足：熔体ⅰ中al-ti-b中间合金的含量为0.1％～3.0％，优选为1％-2％，其中b是过量的，属于炉内硼化。
11、进一步地，步骤(2)所述辅助工艺能促使al-ti-b中间合金在1分钟之内完全溶解，并使tib2颗粒弥散分布于整个熔体中。步骤(2)所述短时间为小于等于1分钟，辅助工艺包括但不限于超声熔体振动、电磁搅拌或快速感应加热。
12、进一步地，区别于传统熔炼，本专利技术针对一体化压铸采用的大容量汤勺技术特征，将细化和变质所用的原料(al-ti-b中间合金和al-sr中间合金)统一在勺内添加，本专利技术步骤(3)通过在熔炼后、压铸前快速加入al-sr中间合金，并快速混合的工艺，向熔体ⅰ中引入sr，能有效缩短sr与b的接触时间，避免sr与b的毒化作用，使压铸al-si合金在保持较高抗拉强度的前提下，同时具备较高的延伸率。
13、进一步地，步骤(2)和步骤(3)中，采用机械臂向熔体内添加al-ti-b中间合金和al-sr中间合金。
14、进一步地，步骤(3)中al-sr中间添加量应满足：熔体ⅱ中sr的质量分数为0.01-0.05％。
15、进一步地，步骤(4)中一级压射速度为0.1-0.7m/s，二级压射速度为0.5-3.5m/s，模具温度为50-300℃，压铸机单元锁模力＞3000t，真空度＜200mbar。
16、本专利技术的另一个目的还公开了一种高延伸率al-si合金一体化压铸件，采用上述方法制备而成。
17、进一步地，所述高延伸率al-si合金一体化压铸件的延伸率为12％-17％。
18、进一步地，所述高延伸率al-si合金一体化压铸件，在达到500-800毫米充填距离时，其延伸率仍可以保持近浇口位置的70％以上。
19、本专利技术的另一个目的还公开了一种高延伸率al-si合金一体化压铸件在汽车结构件领域的用途。
20、本专利技术一种高延伸率al-si合金一体化压铸件、及其组织控制方法及用途，与现有技术相比较具有以下优点：
21、1)对于传统al-si系铸造合金而言，合金中共晶si相形貌普遍为粗大的针刺状且杂乱分布在α-al基体上，这些端部尖锐的共晶si相很容易在受到载荷的情况下产生应力集中，从而成为合金裂纹源，严重影响合金力学性能。本专利技术中合金包含sr、b元素，在生产高延伸率al-si合金时起到了协同作用，b细化了合金微观方式和组织，提高合金的流动性，sr使粗大的针片状共晶si转变为细小的纤维状，二者协同保障了一体化压铸件在远距离充填后，al-si合金的压铸组织细小、均匀、致密，从而提高一体化压铸件整体延伸率。
22、2)本专利技术对b的添加方式进行改良，采用在线添加的方式，结合辅助熔化分散技术对al-si合金的组织进行控制，细化晶粒，可以提高延伸率。
23、3)本专利技术对sr的添加方式进行改良，采用压铸前勺内添加的方式短时接触，可有效避免sr和b之间发生毒化作用，从而高效改善si的形貌，提高延伸率，与基体相比，延伸率可提高25％-100％，达到12％-17％。
24、4)本专利技术高延伸率al-si合金一体化压铸件组织控制方法条件易实现，生产成本低廉，能适用于工业批量化生产。
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1.一种高延伸率Al-Si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述高延伸率Al-Si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，步骤(1)所述Al-Ti-B中间合金成分中1.8≤Ti/B≤2.5，Ti元素和B元素主要形成中间相TiB2，TiB2存在形式为颗粒，颗粒度为0.01-1.5μm，其质量分数为1％-10％；
3.根据权利要求1所述高延伸率Al-Si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，步骤(2)中Al-TiB2中间合金的加入量应满足：熔体Ⅰ中Al-Ti-B中间合金的含量为0.1％～3.0％。
4.根据权利要求1所述高延伸率Al-Si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，步骤(2)所述辅助工艺为超声熔体振动、电磁搅拌或快速感应加热。
5.根据权利要求1所述高延伸率Al-Si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，步骤(3)在熔炼后、压铸前添加的方式向熔体Ⅰ中加入Sr，能有效缩短Sr与B的接触时间，避免Sr与B的毒化作用。
6.根据权利要求1或4所述高延伸率Al-Si合
7.根据权利要求1所述高延伸率Al-Si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，步骤(4)中一级压射速度为0.1-0.7m/s，二级压射速度为0.5-3.5m/s，模具温度为50-300℃，压铸单元锁模力＞3000t，真空度小于200mbar。
8.一种高延伸率Al-Si合金一体化压铸件，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述方法制备而成，所述高延伸率Al-Si合金一体化压铸件的延伸率为12％-17％。
9.根据权利要求8所述高延伸率Al-Si合金一体化压铸件，其特征在于，所述高延伸率Al-Si合金一体化压铸件，在达到500-800毫米的充填距离时，其延伸率仍可以保持近浇口位置的70％以上。
10.一种权利要求8或9所述高延伸率Al-Si合金一体化压铸件在汽车结构件领域的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种高延伸率al-si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述高延伸率al-si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，步骤(1)所述al-ti-b中间合金成分中1.8≤ti/b≤2.5，ti元素和b元素主要形成中间相tib2，tib2存在形式为颗粒，颗粒度为0.01-1.5μm，其质量分数为1％-10％；
3.根据权利要求1所述高延伸率al-si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，步骤(2)中al-tib2中间合金的加入量应满足：熔体ⅰ中al-ti-b中间合金的含量为0.1％～3.0％。
4.根据权利要求1所述高延伸率al-si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，步骤(2)所述辅助工艺为超声熔体振动、电磁搅拌或快速感应加热。
5.根据权利要求1所述高延伸率al-si合金一体化压铸件组织控制方法，其特征在于，步骤(3)在熔炼后、压铸前添加的方式向熔体ⅰ中加入sr，能有效缩短sr与b的接触时间，避免sr与b的毒化作用。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王同敏，陈宗宁，康慧君，郭恩宇，王馨玉，郝志刚，张宇博，付莹，接金川，卢一平，曹志强，李廷举，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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