铝合金铸件及其生产方法技术

提供一种铝合金铸件，其基本上由7.0至11.5质量％Si、0.9至4.0质量％Mg、0.1至0.65质量％Fe、0.1至0.8质量％Mn以及余量的Al和不可避免的杂质组成，或者基本上由7.0至11.5质量％Si、0.9至4.0质量％Mg、0.1至0.65质量％Fe、0.1至0.8质量％Mn、0.3至1.0质量％Cu以及余量的Al和不可避免的杂质组成，并且包含纵横比为2.0以下和平均粒径为1.0微米以下的共晶Si晶粒。还提供由所述铝合金铸件形成的汽车零件以及所述铝合金铸件的生产方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。更具体地，本专利技术涉及一种具有预定的合金元素组合物并包含预定纵横比和大小的共晶Si晶粒的铝合金铸件、使用所述铝合金铸件的汽车零件和生产铝合金铸件的方法。
技术介绍
通常，铝合金以高形状挠性、高尺寸精度、高生产性以及能够形成薄厚度和能够一体化零件设计为特性，因而目前已用于汽车零件等广泛的用途，如活塞火焰零件(body flame part)、车门内部零件、悬架零件等。对于汽车零件中铝合金的使用，提出向铝合金添加共晶改性的元素例如Sr或Sb以便修饰铝合金的共晶Si结构，从而改进铝合金的机械性能。日本专利3255560号
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，存在此类共晶改性元素的添加引起气体进入铝合金中的量增加的趋势。这导致因铝合金中产生孔隙率而引起的铝合金机械性能劣化。因此，本专利技术的目的为提供能够实现优异的机械性能而不向其添加昂贵的共晶改性元素如Sr、Sb、Ca、Na等的铝合金铸件。本专利技术的另一目的为提供使用所述铝合金铸件的汽车零件以及生产所述铝合金铸件的方法。用于解决问题的方案作为广泛研究的结果，本专利技术人已发现可生产其中共晶Si晶粒具有预定的纵横比和大小的铝合金铸件，以便通过在预定条件下铸造预定合金元素组合物的熔融铝合金而使铝合金铸件实现优异的机械性能。本专利技术以该发现为基础。根据本专利技术的第一方面，提供基本上由7. 0至11. 5质量％ Si、0. 9至4. 0质量％ Mg、0. 1至0. 65重量％ Fe、0. 1至0. 8质量％ Mn以及余量的Al和不可避免的杂质组成，并包含具有纵横比2. 0以下和平均粒径1. 0微米以下的共晶Si晶粒的铝合金铸件。根据本专利技术的第二方面，提供基本上由7. 0至11. 5质量％ Si、0. 9至4. 0质量％ Mg、0. 1至0. 65质量％ Fe、0. 1至0. 8质量％ Μη、0. 3至1. 0质量％ Cu以及余量的Al和不可避免的杂质组成，并包含具有纵横比2. 0以下和平均粒径1. 0微米以下的共晶Si晶粒的铝合金铸件。根据本专利技术的第三方面，提供使用该铝合金铸件的汽车零件。根据本专利技术的第四方面，提供生产该铝合金铸件的方法，其包括制备基本上由 7. 0 至 11. 5 质量 ％ Si、0. 9 至 4. 0 质量 ％ Mg、0. 1 至 0. 65 质量 ％ Fe、0. 1 至 0. 8 质量 ％ Mn以及余量的Al和不可避免的杂质组成或基本上由7. 0至11. 5质量％ Si、0. 9至4. 0质量％ Mg、0. 1至0. 65质量％ Fe、0. 1至0. 8质量％ Μη、0. 3至1. 0质量％ Cu以及余量的Al和不可避免的杂质组成的熔融铝合金；以及将所述熔融铝合金注入铸模(casting mold)中，从而在所述铸模中的所述熔融铝合金的平均流速为12m/s以上的条件下铸造所述熔融铝合金。附图说明图1为示出根据实施例1-3的铝合金铸件的微结构的显微照片。图2为示出根据比较例1-3的铝合金铸件的微结构的显微照片。图3为示出铝合金铸件的Mg含量与伸长率(elongation)之间的相关性的图。图4为示出铝合金铸件的伸长率与0. 2%屈服强度的相关性的图。具体实施例方式以下将详细描述本专利技术的示例性实施方案。根据本专利技术的第一实施方案的铝合金铸件(下文称作第一铝合金铸件)基本上由 7. 0 至 11. 5 质量 ％ Si、0. 9 至 4. 0 质量 ％ Mg、0. 1 至 0. 65 质量 ％ Fe、0. 1 至 0. 8 质量 ％ Mn 以及余量的Al和不可避免的杂质组成，并包含具有纵横比2. 0以下和平均粒径1. 0微米以下的共晶Si晶粒。另一方面，根据本专利技术的第二实施方案的铝合金铸件(下文称作第二铝合金铸件)基本上由7. 0至11. 5质量％ Si、0. 9至4. 0质量％ Mg、0. 1至0. 65重量％ Fe、0. 1至 0. 8质量％ Μη、0. 3至1. 0质量％ Cu以及余量的Al和不可避免的杂质组成，并包含具有纵横比2. 0以下和平均粒径1. 0微米以下的共晶Si晶粒。各第一和第二铝合金铸件可通过以下生产熔融金属原材料如铝合金铸锭来制备上述特定的合金元素组合物的熔融铝合金，将该熔融铝合金注入铸模(也称为模(die)) 中，从而在铸模中的熔融铝合金的平均流速(下文有时称作平均模内流速)为12m/s以上的条件下铸造熔融铝合金。以下将解释第一和第二铝合金铸件的组成合金元素。Si(硅)具有改进铝合金的模铸造性(die-castability)的大的效果。当铝合金的Si含量小于7.0质量％时，由于熔融铝合金的低流动性，Si元素的铸造性改进效果变小。 当铝合金的Si含量超过11. 5质量％时，所得铝合金铸件的韧度变低。因此，控制各第一和第二铝合金铸件的Si含量(熔融铝合金的Si含量)为7.0至11. 5质量％。在把重点放在合金铸造性、强度和韧度上的情况下，优选控制各第一和第二铝合金铸件的Si含量(熔融铝合金的Si含量)为8. 0至10. 0质量％。Mg (镁)溶于铝合金的母相(base phase)并通过与Si化学结合形成Mg2Si以便增加铝合金的强度。当铝合金的Mg含量小于0. 9质量％时，Mg元素的强度改进效果变小。 此外，铝合金铸件的共晶Si晶粒不能通过添加如此少量的Mg而有效地降低粒度。当以0. 9 质量％以上的量包含Mg元素时，Mg元素显示共晶Si晶粒的粒度减小效果。另一方面，当铝合金的Mg含量超过4. 0质量％时，Mg元素的铸造性和强度改进效果变小。也不能有效地改进所得铝合金铸件的0. 2%屈服强度。因此，将各第一和第二铝合金铸件的Mg含量(熔融铝合金的Mg含量)控制为0.9至4.0质量％。优选将各第一和第二铝合金铸件的Mg含量(熔融铝合金的Mg含量)控制为1. 0至4. 0质量％以便更确信地保证上述效果。Fe(铁)在防止模铸造加工期间铝合金对模具的磨损(siezing)上是有效的。当铝合金的狗含量小于0. 1质量％时Je元素的防磨损效果变小。当铝合金的含量超过 0. 65质量％时，随着铝合金铸件中针状Al-Fe金属间化合物的量的增加，铝合金铸件的韧度和伸长率变低。因此，将各第一和第二铝合金铸件的狗含量(熔融铝合金的狗含量) 控制为1.0至4.0质量％。Mn (锰)在防止模铸造期间铝合金对模具的磨损上也是有效的。当铝合金的Mn含量小于0. 1质量％时，Mn元素的防磨损效果变小。当铝合金的Mn含量超过0. 8质量％时， 由于在铝合金铸件中形成粗Al-Mn金属间化合物或Al-Fe-Mn金属间化合物，铝合金铸件的韧度和伸长率变低。因此，将各第一和第二铝合金铸件的Mn含量(熔融铝合金的Mn含量) 控制为0. 1至0.8质量％。Cu (铜)具有进一步增加铝合金强度的效果。当铝合金的Cu含量小于0.3质量％ 时，Cu元素的强度改进效果变小。当铝合金的Cu含量超过1. 0质量％时，铝合金铸件的韧度和耐腐蚀性变低。因此，控制第二铝合金铸件的Cu含量为0. 3至1. 0质量％。为了材料再循环的目的，通常是这样的情况退料(return material)在使用中与铸造合金锭混合。因此，在各第一和第二铝合金铸件中，包含除Al和上述合金元素以外的某些元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：永石裕介，中川成幸，板仓浩二，甲藤晴康，铃木聪，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，日本轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：