[发明专利]一种液态模锻高强韧铝合金及其液态模锻方法

说明书

一种液态模锻高强韧铝合金及其液态模锻方法，其成分及质量百分比为：Si 6.5～7.5%，Mg 0.25～0.35%，Cu 0.05～0.15%，Mn 0.05～0.1%，Ni 0.025～0.05%，Ti 0.005～0.01%，C 0.001～0.002%，Re 0.01～0.03%，Fe ≤0.2%，余量为Al和不可避免的其它杂质元素。液态模锻方法包括配料、熔炼铝合金液、精炼除气除渣、液态模锻成形和固溶时效处理。本发明液态模锻铝合金具有强度高、塑性好的优点，适合于液态模锻汽车受力结构件，如铝合金车轮、转向节、减震塔、悬挂支架、气囊支撑臂、控制臂、制动器卡钳等。

技术领域

本发明属于铝合金液态模锻领域，具体是涉及一种液态模锻高强韧铝合金及其液态模锻方法。

背景技术

随着世界能源危机和环保污染问题日益严峻，汽车迫切需要减重，以达到节能减排的要求。铝合金具有密度小、耐腐蚀性能好、易于回收利用等优点，是汽车轻量化的首选材料。大量汽车受力结构件，如铝合金车轮、转向节、减震塔、悬挂支架、气囊支撑臂、控制臂、制动器卡钳等，都需要“以铝代钢”，已到达汽车轻量化的目的。这些受力结构件在汽车上都属于安全系统的受力结构件，在“以铝代钢”过程中则对铝合金零部件的综合力学性能也提出了更高的要求，如高的强度和塑性。采用高强韧的铝合金及其先进的成形技术来制造汽车零部件是实现车身轻量化的有效措施。

液态模锻是将金属液在挤压力的直接作用下进行凝固成型的技术。液态模锻技术具有强力补缩功能，可以消除缩孔、气孔、热裂等缺陷，液态模锻件具有组织致密、力学性能高、尺寸精度高、可热处理强化等优点。液态模锻所具有的独特技术优势，非常适合于生产高强韧的铝合金汽车零部件。但现有液态模锻用铝合金，如A356、ADC10、ADC12等，虽然具有很好的铸造流动性和机械加工性能，但普遍存在强度偏低、塑性较差的问题，严重制约了液态模锻技术在铝合金汽车零部件上的应用。因此，现有液态模锻用铝合金及液态模锻方法仍有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种强度高、塑性好的液态模锻高强韧铝合金及其液态模锻方法，满足液态模锻生产汽车受力结构件的要求。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的液态模锻高强韧铝合金，其特点是采用液态模锻技术制备该铝合金，铝合金由以下质量百分比的成分组成：Si 6.5～7.5%，Mg 0.25～0.35%，Cu 0.05～0.15%，Mn 0.05～0.1%，Ni 0.025～0.05%，Ti 0.005～0.01%，C 0.001～0.002%，Re 0.01～0.03%，Fe ≤0.2%，余量为Al和不可避免的其它杂质元素，其中，Mn与Ni的质量比为2:1，Ti与C的质量比为5:1，其它杂质元素单个含量小于0.05%，总量小于0.15%。

本发明所述液态模锻高强韧铝合金的液态模锻方法，其特点是包括以下步骤：

第一步：按照所述液态模锻高强韧铝合金的成分质量百分比，选用Al10Cu合金、Al20Mn合金、Al10Ni合金、Al5Ti1C合金、Al5Re合金及纯度为99.7%的铝锭、99.9%的速溶硅和99.95%的镁锭为原材料进行配料；

第二步：在700～740℃加热熔化铝锭，然后加入占原材料总重量6.5～7.5%的速溶硅、0.25～0.35%的镁锭、0.5～1.5%的Al10Cu合金、0.25～0.5%的Al20Mn合金、0.25～0.5%的Al10Ni合金、0.1～0.2%的Al5Ti1C合金和0.2～0.6%的Al5Re合金，搅拌熔化成铝合金液，并进行精炼除气除渣；

第三步：在浇注温度为680～700℃、模具型腔温度为200～220℃、挤压比压为60～80MPa、充型速度为0.05～0.15米/秒、保压时间为10～30秒条件下，将铝合金液液态模锻成铝合金；