[发明专利]高延伸率耐热铸造铝合金及其压力铸造制备方法

说明书

本发明提供了一种高延伸率耐热铸造铝合金及其压力铸造制备方法，所述合金包括按重量百分数计的如下元素：9.0‑12.0％Si、0.05‑0.4％Cu、0.02‑0.05％Mg、0.05‑0.1％Sc、0.3‑0.5％M，余量为Al和不可避免的杂质，其中M为Ti，Zr，V中的至少一种元素。本发明的高延伸率耐热铸造铝合金经压力铸造后，压铸态合金的室温屈服强度达到169MPa，延伸率达到10.0％，200℃高温抗拉强度达到190MPa，高温延伸率达到14.0％，室温和耐热性能优异，而且无需固溶热处理便可应用于汽车零件，满足汽车轻量化发展的需求。

技术领域

本发明涉及一种高延伸率耐热铸造铝合金及其压力铸造制备方法，属于工业用铝合金及制造领域。

背景技术

铝合金具有密度小、比强度和比刚度较高、耐蚀性好及导电导热性优良、回收容易、低温性能好等特点，广泛应用于交通运输、航空航天、电子电器等领域。压力铸造是一种将液态金属在高压作用下高速填充入压铸模型腔内并在在压力下凝固形成铸件的铸造方法。压铸不仅使铸件具有较高的强度、尺寸精度和表面光洁度，而且易于实现机械化和自动化，生产效率很高，可以生产形状复杂的薄壁铸件，因此，在汽车、电子仪表、电讯等行业获得了广泛的应用。Al-Si系合金是典型的铸造铝合金，具有流动性好、铸件致密、不易产生铸造裂纹等优异的铸造性能、抗蚀性能和中等的切削加工性能，已成为制造业中最受重视的结构材料之一，已经广泛用于生产发动机缸体和缸盖及轮毂等零件。Al-Si系铸造铝合金典型牌号包括国内的YL102(AlSi12)、YL112(AlSi8.5Cu3.5)、YL113(AlSi811Cu3)，日本的ADC12(AlSi11Cu3)、ADC10(AlSi8.5Cu3.5)以及美国的A380(AlSi8.5Cu3.5)等，这些合金强度和硬度一般，塑性和韧性相对较低，限制了其应用。

A380铝合金是最广泛使用的Al-Si系合金，其Si含量高达7.5wt％～9.5wt％，有良好的铸造性能，而高的Cu含量(3.0wt％～4.0wt％)可获得高的强度和良好的可加工性，现已被广泛应用于交通运输行业(汽车、摩托车等工业)、航天航空、电子/电器等各个领域。同时，也因为A380中Cu含量高，生成的富Cu相的标准电极电位高，在潮湿或者液体环境中易于腐蚀。A360铝合金也是使用较为广泛的Al-Si系合金，跟A380相比最显著的区别是Cu含量低，最大值为0.6％，形成的富铜相比A380少很多，耐腐蚀性能也略好于A380合金，但由于其熔焊和铜焊性能差，限制了在工业生产中的应用，一般用作盖板和仪器外壳。铸造获得Al-Si系合金A380和A360合金，非热处理态屈服强度一般只有120MPa，延伸率只有1％左右，不能满足实际需求，需要热处理才能进一步提高强度。而且A380和A360铝合金的耐热性能差，200℃时的抗拉强度只有120MPa。