[发明专利]一种挤压铸造高强韧铝合金及其挤压铸造方法

说明书

一种挤压铸造高强韧铝合金及其挤压铸造方法，其成分及质量百分比为：Si 9.6～10.4%，Mg 0.9～1.1%，Cu 0.4～0.6%，Ti 0.1～0.2%，Cr 0.05～0.1%，Yb 0.01～0.02%，Te 0.03～0.05%，Fe≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质元素。挤压铸造方法包括配料、熔炼铝合金液、精炼除气除渣、挤压铸造成形和固溶时效处理。本发明在优化Si、Mg、Cu主合金元素的基础上，通过元素微合金化处理，细化α‑Al晶粒，变质富Fe相和共晶Si相，提高挤压铸造铝合金的强度和塑性，适合于挤压铸造转向节、减震塔、悬挂支架、气囊支撑臂、控制臂、制动器卡钳等高强韧铝合金汽车零部件。

技术领域

本发明属于铝合金挤压铸造领域，具体是涉及一种挤压铸造高强韧铝合金及其挤压铸造方法。

背景技术

随着汽车轻量化的发展，汽车转向节、减震塔、悬挂支架、气囊支撑臂、控制臂、制动器卡钳等零部件都需要“以铝代钢”，已到达汽车轻量化的目的。这些零部件在汽车上都属于安全系统的受力结构件，因此，汽车轻量化的发展对这些铝合金零部件的综合力学性能也要求更高，如较高的强度和塑性，以提高汽车的安全性和使用寿命。

挤压铸造是将金属液在挤压力的直接作用下进行凝固成型的技术。挤压铸造技术具有强力补缩功能，可以消除缩孔、气孔、热裂等缺陷，挤压铸造件具有组织致密、可热处理强化、力学性能高、尺寸精度高等优点。挤压铸造所具有的独特技术优势，非常适合于生产高强度的铝合金汽车零部件。但现有挤压铸造用铝合金主要是Al-Si系铸造铝合金，如ADC10、ADC12等。这些牌号的Al-Si系铸造铝合金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，严重制约了挤压铸造技术在铝合金汽车零部件上的应用。

因此，现有挤压铸造用铝合金及挤压铸造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、塑性好的挤压铸造铝合金及其挤压铸造方法，满足挤压铸造铝合金转向节、减震塔、悬挂支架、气囊支撑臂、控制臂、制动器卡钳等汽车零部件的要求。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的挤压铸造高强韧铝合金，其特点是：该铝合金采用挤压铸造技术制成，且由以下质量百分比的成分组成：Si 9.6～10.4%，Mg 0.9～1.1%，Cu 0.4～0.6%，Ti 0.1～0.2%，Cr 0.05～0.1%，Yb 0.01～0.02%，Te 0.03～0.05%，Fe ≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质元素，其中，Cr与Yb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%。

本发明所述的挤压铸造高强韧铝合金的挤压铸造方法，其特点是包括以下步骤：

第一步：按照铝合金的成分质量百分比，选用Al10Cu合金、Al10Ti合金、Al5Cr1Yb合金、Al5Te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720～760℃加热熔化铝锭，然后加入占原材料总重量9.6～10.4%的速溶硅、0.9～1.1%的镁锭、4～6%的Al10Cu合金、1～2%的Al10Ti合金、1～2%的Al5Cr1Yb合金和0.6～1%的Al5Te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670～680℃、模具型腔温度为250～260℃、挤压比压为85～95MPa、充型速度为0.2～0.3米/秒、保压时间为20～30秒条件下，将铝合金液挤压铸造成铝合金；

第四步：将挤压铸造成的铝合金在510～515℃固溶处理9～10小时，水淬后，在135～140℃时效处理12～14小时，随炉冷却后得到挤压铸造高强韧铝合金，该挤压铸造高强韧铝合金的抗拉强度大于350MPa，屈服强度大于300MPa，伸长率大于6%。