一种用于半固态加工的汽车用合金材料制造技术

本发明专利技术涉及一种用于半固态加工的汽车用合金材料，主要是Al-Si-Mg系合金材料，以及半固态加工成型加工方法，属于金属铸造工艺技术领域。本发明专利技术首先对Al-Si-Mg合金的热力学特点进行计算模拟，结合DSC分析，选择合适的半固态成形的合金范围，然后针对半固态成形合金范围里的合金进行半固态成形实验，以提高半固态成型件的力学性能，同时丰富了适合半固态成形的合金种类。本发明专利技术中，在感应加热试验中，结合计算机模拟计算和DSC分析的结果，选择合适的二次加热工艺。本发明专利技术方法适合于铝合金零件的生产，能得到具有良好力学性能的压铸件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于汽车零件材料Al-Si-Mg系铝合金的半固态成型，合金材料以及半固态加工方法，属金属材料工艺

技术介绍
目前半固态材料方面的研究较少，基本停留在已有的几种传统合金材料，如A356、A357及AZ91D和一些变形铝合金。但是这几种材料作为半固态加工材料有局限性，如A356、A357虽然温度区间达到要求，但是半固态加工力学性能不高，而部分变形合金的虽然力学性能较高，但是温度区间不够，半固态加工流程不易控制。因此为了能够设计出既具有较高的力学性能，又具有较好的工艺控制的合金材料，本文在理论分析的基础上，配合THERM0-CALC软件的计算，将Mg的含量调整在1%_2. 5%，Si5%_7%。在此基础上，进行熔炼实验，DSC分析和性能分析,确定最优成分AlSi7Mgl. 3,随后进行半固态成形的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于理论分析和计算机软件的基础上，对Al-Si-Mg系合金做半固态成形性研究，以提高半固态成型后零件的力学性能，为汽车零件的半固态成型提供更加广阔的发展前景。本专利技术涉及一种用于半固态加工的汽车用合金材料成分，特征是该合金具有以下的组分及质量百分比a、Si6. 5-7% ；Mgl. 0-1. 3% ；Cu<0. 1% ；Zn<0. 1% ；A1 为余量，即为 Al-Si-Mg 系合金成分范围。本专利技术所述的Al-Si-Mg系合金中最合适的为AlSi7Mgl. 3。本专利技术涉及一种Al-Si-Mg系成分合金材料的半固态加工方法，其特征是具有如下的过程和步骤 a、将上述原料熔炼而得的坯料作半固态加工，实施感应加热，采用多工位旋转式电磁感应加热装置，温度550°C -700°C ;功率75-85kw ；8工位加热；各工位加热时间均等，为35. 5-36. 5s ；b、对加热后的坯料作半固态成形，使其铸态零件硬度达到79HBS，T6处理后120HBS。本专利技术的合金成分设计及半固态成形加工的理论研究过程如下 I首先根据热力学计算，设计Al-Si-Mg系合金适合半固态成形的成分范围。进行实验论证和分析，确立Al-Si7_Mgl. 3为实验最优对象。2利用具备电磁搅的连铸法制备非树枝晶AlSi7Mgl.3合金坯料。3对AlSi7Mgl. 3非树枝晶坯料感应加热。4 AlSi7Mgl. 3合金的汽车后桥支撑座半固态触变成形。本专利技术的优点和特点如下 I本专利技术从热力学计算出发，预测Al-Si-Mg系铝合金的热力学特点，找出适合半固态成形的Al-Si-Mg铝合金的成分范围。通过后期实验同时论证相图计算的准确性，增加严谨性。同时减少半固态成型研究实验量。 2所需要的感应加热时间相比A356短，有利于节约能源。3为汽车后桥支撑座的成型增加了材料种类和成型方式，扩大了数据库。附图说明图I为熔炼合金的力学性能。 图2零件的T6与未T6状态的硬度值。具体实施例方式本专利技术中的理论研究过程如下所示首先，按照热力学计算并经过铸造熔炼实验的合金进行DSC制样，分析验证。根据几种合金材料的性能进行成分的最后确立。根据拉伸结果选择最优成分AlSi7Mgl. 3，作为实验唯一对象。根据相图的计算结果，对坯料做感应加热工艺的探索，选择35. 5-36. 5s做感应加热的实验，以找到合适的感应加热时间。使用合适的成型工艺,对还料做感应加热，对感应加热后的还料进行半固态触变成形，成功的制备出AlSi7Mgl. 3合金的汽车后桥支撑座。综上所述，使用AlSi7Mgl. 3材料进行汽车后桥支撑座的半固态成型试验成功，说明了 AlSi7Mgl. 3材料的优异的性能，是一种可以用来保护的新合金材料。有关本专利技术在理论计算和实验基础上选择熔炼合金的成分下下表I__表I几》铸锭的戚分分:稱__Kl & ^ ^ s ^,^号(%)(%)(%)(%)I(%)[(%)I I#5.21.790,210.02(OJl|92 JI 2#6.991.33OJSS0.03IBJl|912I 3#IJ I.f30.3260J3[IJl[91.0I 4#fiJ32.0193250J3 I OJiffl 7; ■ i 本专利技术中合金试样的力学性能，即拉伸实验结果见图I。本专利技术中合金零件的T6与未T6状态下的硬度值见图2。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1 一种用于半固态加工的汽车用合金材料成分，其特征是该合金具有如下的组分及质量百分比Si6. 5-7% ；Mgl. 0-1. 3% ；Cu<0. 1% ；Zn<0. 1% ；A1 为余量，即为 Al-Si-Mg 系合金成分范围。2.根据权利要求I中所述的ー种用于半固态加工的汽车用合金材料成分，其特征是所述的Al-Si-Mg系合金中最合适的为AlSi7Mgl. 3。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨弋涛，裴小虎，范湘，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：