【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金，具体涉及一种铝合金材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、铝合金凭借高比强度、低成本和高回收性，逐步取代铜合金成为汽车电机转子的主要材料。目前常见的转子生产方式有离心铸造和高压铸造，前者由于气孔数量少，材料致密度高而被广泛使用。伴随新能源汽车的功效发展，对铝合金转子的强度和电导率提出更高的要求。
2、为了得到高强高导的铸造铝合金材料，需要通过合金化改善。us20190127824a1公开了一种al-mg-si系电机转子合金及其制备方法和应用，通过添加主合金元素0.3-0.5％mg、1-4.5％si，杂质元素fe控制在0.1％以下，晶粒细化元素tib2介于0.02-0.07％，实现屈服强度大于120mpa，电导率45-55％iacs。cn114635066a公开了一种al-si-fe系电机转子合金及其制备方法和应用，铝合金含有0.2-0.4％si，0.1-0.3％fe，0.2-1％iia或ib族元素(iia：mg元素；ib：cu元素)。该al-si-fe系电机转子合金屈服大于72mpa，电导率54-57％iacs。cn114875255a公开了一种高强度电机转子铝合金及其制备工艺，通过0.5-1.5％sb，0.3-0.7％mg、0.3-0.7％si的元素合金化得到高强度电机转子铝合金，屈服大于80mpa，电导率55-59％iacs。cn114790527a公开了al基三元电机转子合金及其制备方法和应用，合金化方式包括mg 0.2-0.9wt％，cu 0.6-1.2wt％；或包括0.2-0.9wt％
3、以上技术大部分以al-mg-si体系为主，在尽可能减小对导电性能的影响下，通过mg2si热处理强化提高基体强度。在此基础上发展其他合金体系，如掺杂sb和ce分别提高熔体流动性和纯净度。另有少部分合金以al2cu热处理强化为手段强化基体强度。然而，mg2si和al2cu单一强化的效果较差，无法兼顾铝合金材料的强度和导电性。
4、因此，有待开发一种兼具高强度和高电导率的铝合金材料。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种铝合金材料及其制备方法和应用。该铝合金材料同时具有强度高、导电性好的优点，适合用于制作电机转子、定子、母线、逆变器等车辆零部件。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种铝合金材料，所述铝合金材料的铸态组织中除了铝基体外，还含有mg2si相和al2cu相。
4、本专利技术提供的铝合金材料中同时含有mg2si相和al2cu相，利用二者的强化作用相配合，从而得到了一种兼具高强度和高电导率的铝合金材料。
5、在本专利技术一些实施方式中，所述mg2si相的含量为0.2-1.4wt％，所述al2cu相的含量为0.1-0.8wt％。通过mg2si相和al2cu相的配合，得到的铝合金材料的电导率≥48％iacs，室温条件的屈服强度≥120mpa，抗拉强度≥180mpa，延伸率≥10％，180℃保温100h的屈服强度衰减率≤10％。
6、其中，所述mg2si相的含量可以是0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％或1.4wt％等。
7、所述al2cu相的含量可以是0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％或0.8wt％等。
8、在本专利技术一些实施方式中，所述mg2si相与所述al2cu相的总含量为1.2-1.8wt％例如可以是1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％或1.8wt％等。
9、本专利技术中，若mg2si相和al2cu相的含量过少，其强化作用较弱，会导致铝合金材料的强度不足；若mg2si相和al2cu相的含量过多，会割裂基体，导致铝合金材料的延伸率下降。
10、在本专利技术一些实施方式中，所述铝合金材料中还含有β-fealsi相，或者还含有al15(fe,mn)3si2相和α-fealsi相，或者还含有β-fealsi相、al15(fe,mn)3si2相和α-fealsi相。
11、本专利技术中，当铝合金材料中含有一定含量fe时，可使用高铁含量的废铝作为制备原料，有助于降低成本。当不添加mn时，fe主要是以β-fealsi相存在，其为针状相；当添加mn时，会促进al15(fe,mn)3si2相和α-fealsi相的生成，二者为汉字状或块状，有助于提高铝合金材料的延伸率。
12、在本专利技术一些实施方式中，所述铝合金材料包括如下组分：
13、si，cu，mg 0.3-1wt％，fe≤0.5wt％和mn≤0.15wt％，余量为al；
14、si和cu的含量满足如下条件：
15、
16、
17、其中，mg与si*的质量比为1-2，cu*的含量为0.2-0.6wt％；
18、所述公式1和公式2中，元素符号代表该元素在铝合金中的质量含量。
19、本专利技术通过研究发现，当铝合金中同时含有si，cu和mg元素时，可能会形成al5cu2mg8si6杂相和/或si相，影响mg2si相和al2cu相的含量，因此al5cu2mg8si6相和si相含量越少越好；另外，当铝合金中还含有fe和/或mn时，会形成β-fealsi相，和/或al15(fe,mn)3si2相和α-fealsi相，消耗一部分si元素，影响mg2si相的含量。因此，为了使铝合金中形成所需含量的mg2si相和al2cu相，需要对各元素的含量进行控制。本专利技术通过控制各元素的含量和比例满足上述条件，从而保证了mg2si相和al2cu相的含量范围在本专利技术的范围内，得到了一种兼具高强度和高电导率的铝合金材料。
20、需要说明的是，本专利技术中所述si*是指除β-fealsi相、al15(fe,mn)3si2相和α-fealsi相之外的si元素；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的铸态组织中除了铝基体外，还含有Mg2Si相和Al2Cu相。
2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述Mg2Si相的含量为0.2-1.4wt％，所述Al2Cu相的含量为0.1-0.8wt％；
3.根据权利要求1或2所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中还含有β-FeAlSi相，或者还含有Al15(Fe,Mn)3Si2相和α-FeAlSi相，或者还含有β-FeAlSi相、Al15(Fe,Mn)3Si2相和α-FeAlSi相。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料包括如下组分：Si，Cu，Mg 0.3-1wt％，Fe≤0.5wt％和Mn≤0.15wt％，余量为Al；
5.根据权利要求4所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料包括如下组分：
6.根据权利要求4或5所述的铝合金材料，其特征在于，所述Fe的含量为0.02-0.5wt％；
7.根据权利要求4-6任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还包括
8.一种如权利要求1-7任一项所述的铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为680-800℃，时间为120-180min；
10.一种如权利要求1-7任一项所述的铝合金材料的应用，其特征在于，所述铝合金材料用于制作车辆零部件；
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的铸态组织中除了铝基体外，还含有mg2si相和al2cu相。
2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述mg2si相的含量为0.2-1.4wt％，所述al2cu相的含量为0.1-0.8wt％；
3.根据权利要求1或2所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中还含有β-fealsi相，或者还含有al15(fe,mn)3si2相和α-fealsi相，或者还含有β-fealsi相、al15(fe,mn)3si2相和α-fealsi相。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料包括如下组分：si，cu，mg 0.3-1wt％，fe≤0.5wt％和mn≤...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晋，卢琦，谢希，姚勋，夏冰冰，余志欣，
申请(专利权)人：北京车和家汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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