[发明专利]一种高强韧压铸铝合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强韧压铸铝合金及其制备方法，该压铸铝合金中各组分的重量百分比为：Si 9.0wt％‑11.0wt％；Mg 0.1wt％‑0.5wt％；Mn 0.5wt％‑0.8wt％；Sr 50ppm‑400ppm；Zn 1.0wt％‑3.0wt％；Re 0.05wt％‑0.35wt％；Fe w(Fe)≤0.16wt％；其余杂质总量小于或等于0.25％，余量为Al。此Al‑Si‑Mn‑Mg系压铸铝合金通过加入强化元素Zn，并采用Sr/稀土复合变质剂变质，改善其组织，在压铸非热处理状态下可获得屈服强度达160MPa、抗拉强度达270MPa、延伸率达7％的高强度与高韧性兼顾压铸铝合金，并且具有良好的压铸性能，极大地满足了汽车行业零部件的应用需求。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种高强韧压铸铝合金及其制备方法。

背景技术

相比于汽车中较重的材料，如钢或铜，铝所具有的高强度刚度重量比、良好的成型性、良好的耐腐蚀性、回收利用潜力等特性，使其成为满足汽车轻量化需求的理想选择。压力铸造技术是汽车中铝合金常用的铸造技术，根据成分，压铸铝合金可分为Al-Si系、Al-Si-Mg系、Al-Si-Mn-Mg系、Al-Si-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系等系列。在汽车中，压铸铝合金的应用根据功能可分为以下四类：发动机和辅助系统、动力总成、内饰和电子产品、底盘和车身结构。

近年来为满足市场需求，高强高韧压铸铝合金的开发得到越来越多关注，例如，德国莱茵公司开发的Silafont-36合金(专利公开号：US6364970B1)，具有良好的力学性能。按照质量百分比计，该铝合金包括以下组分：硅9.5％～11.5％，锰0.5％～0.8％，铜0.2％～0.6％，镁0.1％～0.5％，锶0.01％～0.02％，铁≤0.15％，杂质≤0.20％，量为铝。但要获得良好的力学性能该合金需采取高真空与热处理工艺，使得整个工艺流程加长，成本消耗大，合格率低。本发明即是在这样的背景下，提供一种高强韧压铸铝合金及其制备与压铸工艺。在保证具有良好铸造性能的前提下，通过本发明，获得的铝合金力学性能好，韧性高，强度高，铝合金产品制备方法简单，具备高韧性和高强度。从而满足汽车零部件生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种高强韧压铸铝合金及其制备方法。在保证合金具备良好压铸性能的前提下，非热处理状态的压铸件能具有优异的综合力学性能，从而满足车零部件的性能要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种高强韧的压铸铝合金，该压铸铝合金中各组分的重量百分比为：Si：9.0wt％-11.0wt％；Mg：0.1wt％-0.5wt％；Mn：0.5wt％-0.8wt％；Sr：50ppm-400ppm；Zn：1.0wt％-3.0wt％；RE：0.05wt％-0.35wt％；Fe：w(Fe)≤0.12wt％；其余杂质总量小于或等于0.25％，余量为Al。

本发明的发明人在长期的压铸铝合金的研究中，发现Al-Si-Mg-Mn合金中加入作为强化元素的Zn，并在Sr和稀土元素的复合变质作用下，改善微观组织，可以使压铸铝合金获得高强度和高韧度兼顾的综合力学性能。

本发明还涉及一种高强韧压铸铝合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料：将按合金元素重量比准备好的纯铝锭、工业硅、纯镁块、铝锶合金、纯锌块、铝锰合金以及铝稀土合金；

(2)熔炼：先将纯铝锭进行熔化，随后升温至750-800℃添加工业硅，熔化后降温至720-740℃加入铝锰合金以及铝稀土合金，熔化完毕后降温至680-700℃，对熔体进行保护，随后加入纯镁、纯锌、铝锶合金，并将其压入坩埚底部进行熔化；

(3)精炼：将步骤(2)的熔体升温至710-720℃，加入精炼剂并搅拌。精炼5-10min后撤渣之后，静置10-20min；