[发明专利]一种高铁含量铸造铝合金

说明书

一种高铁含量铸造铝合金，包括质量百分比为：Si：6.50%～7.50%，Mg：0.25%～0.45%，Ti：0.10%～0.15%，Sr：0.0150%～0.030%，Fe:0.20%～0.35%，Mn:0.12%～0.25%，Cr：0.15%～0.30%，余量为Al。本发明的高Fe含量铸造铝合金，Fe含量的质量百分比在0.20%~0.25%，添加了Cr与Mn元素，显微组织中Fe相为汉字状α‑Fe相，无针状或片状β‑Fe相，弱化了应力集中对基体的影响，降低了Fe对铸造铝合金的性能影响。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，具体地说是一种高铁含量铸造铝合金。

背景技术

Fe是铝合金熔体中的一种天然杂质，是在制造原铝时产生的。通常，原生铝金属中的平均含铁量约为0.07-0.10wt.％，该含量是熔融铝合金中的基本Fe含量，所有进一步的熔炼行为都会增加铝液中的Fe含量。在液态条件下，Fe可以无限固溶于铝合金熔体中。当熔体中含有一定量的Fe(1wt.％) 时可以有效地改善与钢制模具的亲和力，降低粘模倾向，这也是高压铸造合金中含有一定量Fe的原因。然而，Fe的存在会显著降低延伸率。即使通过热处理，延伸率的改善也相当有限。采用重力、低压和差压铸造生产的底盘部件，对其延伸率要求较高(6％)，相应地对Fe含量的要求更为严格(0.15 wt.％)。因而，无论是采用高压铸造还是重力、低压和差压铸造生产的结构部件，均对Fe含量具有严格的限制。

尽管Fe在液态铝及其合金中具有很高的溶解度，但它在固体中的溶解度很小，因此在其凝固过程中主要与其它合金元素结合形成不同形态、多种类型的金属间化合物。在熔体中不含Si的情况下，主要形成Al3Fe和Al6Fe。但是当熔体中存在Si时，优先形成相为Al8Fe2Si(称为α相)和Al5FeSi(称为β相)。如果Mg与Si并存，则可以形成另一种称为π相的Al8FeMg3Si6。含铁金属间化合物在Al-Si合金中的组织特征非常明显，通常可以在显微镜下通过其形状(形态)和颜色来区分。两种所谓的α相均呈类似“汉字”的形态，但Al15(Fe，Mn)3Si2形式的α相也可能呈现出的块状形式。π相也呈类似“汉字”的形态，但并非总是与β相紧密相连。β相的主要形态为片状，在二维的显微形貌中多呈针状。

将Fe从铝合金熔体分离出去是比较困难的，在工业上的实际应用并不多，而且这种方法成本太高；通过合金化方法能够控制凝固过程中富Fe相的析出形貌及数量，减少合金中针状铁相(β-Fe相)，并促进其向骨骼状或者汉字状α-Fe相转变，达到控制性能损伤的目的。

常用的合金元素包括Mn，Cr，Be，Mo，和RE都能够不同程度的将片状或者针状β-Fe相转化为对基体危害很小的α-铁相。合金元素的添加并不能完全消除Fe相的有害作用，只是能够在一定程度上控制其对性能的损伤。随着合金元素加入量的增加，会使得富Fe相在合金中的含量增多，超过一定限度会形成沉淀相，从而损伤铸造和力学性能。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高铁含量铸造铝合金，通过向铝硅合金中加入合金元素，促使α-Fe相生长，尽可能多地将β-Fe相转化为α-Fe相，改善针状铁相的形貌，以此来提高铝硅合金的机械性能。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高铁含量铸造铝合金，包括质量百分比为：Si：6.50％～7.50％，Mg： 0.25％～0.45％，Ti：0.10％～0.15％，Sr：0.0150％～0.030％，Fe:0.20％～0.35％， Mn:0.12％～0.25％，Cr：0.15％～0.30％，余量为Al。

在一些实施例中，还包括杂质，所述杂质总量的质量百分比小于0.10％。

在一些实施例中，单个杂质的质量百分比小于0.02％。

在一些实施例中，经T6热处理后，金相组织中Fe相为汉字状的α-Fe相。