[发明专利]一种压力铸造用的高强韧压铸铝合金

说明书

技术领域

本发明涉及合金材料领域，具体涉及一种压力铸造用的压铸铝合金。

背景技术

压力铸造简称压铸，是一种高速高效的先进成形工艺，是复杂薄壁铝、镁合金等铸件的主要成形方法之一，在汽车/摩托车用铝、镁合金零部件的生产中占有相当大的比例。但是压铸生产的铝、镁合金铸件内部气孔多，无法进行固溶热处理或焊接成形，也不能进行过多的机加工。因此压铸件在轿车/摩托车的重要保安零件如底盘悬架上的副车架、车门立柱等结构受力件上的应用受到严重限制。如何充分发挥压铸的技术优势，特别是利用压铸方法来生产高强度、高韧性的铝、镁压铸件以满足轿车轻量化的发展需求是人们长期以来研发的前沿技术之一。

当前在工业中应用最多的压铸铝合金材料为Al-Si-Cu系合金，如国内YL112、YL113，日本ADC12、ADC10以及美国A380等，因为上述合金具有优异的铸造性能和良好的力学性能。其次应用比较多的是具有良好抗冲击性能和抗疲劳强度的Al-Si-Mg系合金，如YL104、ADC3、A360等。第三应用比较多的是Al-Mg系合金如，YL301等，该类合金拥有良好的耐腐蚀性、较高的强度及韧性。

由于压铸时铝液在高速高压下以喷射状态流入型腔，为了防止铝液粘模腐蚀损坏模具，压铸铝合金中的Fe含量一般都在1％以上。但是Fe与合金中的Al和Si会生成针状的FeAl₃、Al-Fe-Si的中间化合物，此类中间化合物的存在严重削弱了压铸件的力学性能，尤其是断裂韧性。而对于Al-Si-Cu系合金而言，加入Cu虽然可以提高压铸件的强度，但却降低了铸件的韧性，而且Cu的加入会降低铸件的耐腐蚀性能。另外，Al-Si-Mg系合金需通过固溶强化和时效处理才能提高其力学性能，但如前所述，压铸件一般不能进行固溶热处理，同时对于薄壁复杂零件而言，固溶处理将导致严重的变形。因此，以现有的Al-Si-Cu系、Al-Si-Mg系以及Al-Mg系压铸铝合金均不属于高强度、高韧性的压铸铝合金材料，无法满足复杂薄壁、高强度、高韧性、抗冲击、耐腐蚀等汽车结构受力件的要求，不能应用于轿车上的保安零件，无法满足轿车轻量化的发展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种高强度、高韧性、耐腐蚀的非热处理型的压铸铝合金材料，该材料采用真空压铸方法，可用于轿车底盘副车架、车门立柱等关键零部件的制造，以取代钢制的车架或车门立柱等结构件。

本发明是这样实现的：

一种压力铸造用的压铸铝合金材料，所述铝合金为Al-Mg-Si-Mn系，其特征在于：含有：镁：4.5％-6.3质量％、硅：1.4％-2.8质量％、锰：0.4％-1.0质量％、铁：≤0.22质量％、钛：≤0.20质量％、铜：≤0.05质量％、铍：≤0.0045质量％，不可避免的杂质≤0.30质量％，余量为铝。

所述不可避免的杂质含有：锌、硼、铬、镍、铅、锡、钙、锶、钒。

所述铝合金材料可以为：镁的含量为4.5质量％，硅的含量为1.63质量％，锰的含量为0.4质量％，铜的含量为0.052质量％，钛的含量为0.175质量％，铍的含量为0.0044质量％，铁的含量为0.213质量％，不可避免的杂质≤0.30质量％，余量为铝。

所述铝合金材料可以为：镁的含量为5.3质量％，硅的含量为1.4质量％，锰的含量为0.713质量％，铜的含量为0.0115质量％，钛的含量为0.167质量％，铍的含量为0.0044质量％，铁的含量为0.204质量％，不可避免的杂质≤0.30质量％，余量为铝。

所述铝合金材料可以为：镁的含量为6.3质量％，硅的含量为2.8质量％，锰的含量为1.0质量％，铜的含量为0.0025质量％，钛的含量为0.163质量％，铍的含量为0.0045质量％，铁的含量为0.021质量％，不可避免的杂质≤0.30质量％，余量为铝。

本发明的另外一个目的是提供一种压铸铝合金材料的制作工艺，所述步骤包括：将所述配比的金属铝、硅、锰、钛、铍加入到高Al₂O₃、低SiO₂的石墨坩埚炉中于973K～1023K温度下熔化，待铝液熔清后加入Al-Be中间合金，然后采用旋转吹氩气的方式精炼10～15min，然后加入金属镁，升温至973K～1013K后扒渣、浇注，采用真空压铸的方法成形，压射压力为60～70MPa，压射速度为3.5～5.0m/s。