[发明专利]一种高强韧免热处理铝合金材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种高强韧免热处理铝合金材料及制备方法，属于铝合金铸造技术领域，按质量百分比计，包括以下组分：Si8.0‑10.5％，Fe≤0.15％，Mg0.05‑0.3％，Zn0.05‑0.3％，Mn0.3‑0.6％，Cu≤0.1％，Ti0.05‑0.15％，Ca≤0.005％，Sr0.005‑0.030％，Zr0.1‑0.3％，Mo0.01‑0.1％，V0.01‑0.3％，Cr≤0.02％，Na≤0.002％，P≤0.002％，Cd≤0.01％，Li≤0.001％，B≤0.0025％，Ga≤0.05％，余量为Al和不可避免的杂质；该合金无须热处理，具有优越的铸造性能和充型能力，良好的抗拉强度、屈服强度和韧性。

技术领域

本发明涉及铝合金铸造技术领域，特别是涉及一种高强韧免热处理铝合金材料及制备方法。

背景技术

随着环保和节能的需求，汽车轻量化设计已经成为世界汽车发展的潮流。汽车轻量化的发展，离不开材料、成型技术、设备、结构设计等相关领域的发展。其中结构件压铸工艺及结构件用材料制造技术是汽车轻量化发展的关键。

汽车结构件是指在车身上起到主要支撑及承载作用的构件，作为车身零部件的安装基础；通常具有尺寸大、壁薄、结构复杂、可焊接等特征；由于与汽车安全性密切相关，因此在保证较高抗拉和屈服强度的同时，还需要具备良好的韧性。

传统的结构件一般由钢板冲压、拼接而成，需要经过数十到上百次的铆接/焊接过程。采用铝合金铸造成型，可实现一次简单压铸加工，由焊接几小时改善为压铸几分钟，精简连接工序、降本增效；而随着集成化领域的进一步扩大，集成后的结构件具有尺寸更大、形状更复杂的特点，不适合热处理强化，而传统的铝合金材料在未经热处理的条件下，力学性能不能达到标准要求。且热处理需要消耗大量的能量、精力和时间，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强韧免热处理铝合金材料及制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，该铝合金材料可一次铸造成型，省去了铆焊工艺和热处理工艺，具有优越的铸造性能和充型能力，良好的抗拉强度、屈服强度和韧性，以其制作汽车结构件，具有结构集成化、易加工成型和性能稳定性良好的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种高强韧免热处理铝合金材料，按质量百分比计，包括以下组分：

Si8.0-10.5％，Fe≤0.15％，Mg0.05-0.3％，Zn0.05-0.3％，Mn0.3-0.6％，Cu≤0.1％，Ti0.05-0.15％，Ca≤0.005％，Sr0.005-0.030％，Zr0.1-0.3％，Mo0.01-0.1％，V0.01-0.3％，Cr≤0.02％，Na≤0.002％，P≤0.002％，Cd≤0.01％，Li≤0.001％，B≤0.0025％，Ga≤0.05％，余量为Al和不可避免的杂质。

进一步地，所述不可避免的杂质中单种元素含量≤0.02wt％，总含量≤0.15wt％。

本发明还提供一种上述的高强韧免热处理铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照比例准备原料备用；

(2)将熔炉升温至750-760℃进行保温，投入各种原料并加热至熔化，得到第一合金液；

(3)将第一合金液经除渣、除气和静置后，得到第二合金液；

(4)将第二合金液在线除气、过滤和铸造，得到高强韧免热处理铝合金材料。

进一步地，在步骤(3)中，所述除渣时调整熔炉温度至710-730℃，加入3wt‰精炼剂进行净化处理。

进一步地，所述精炼剂选自铝锆中间合金。

进一步地，在步骤(3)中，所述除气为炉内除气；所述炉内除气时调整熔炉温度至690-710℃，在氮气条件下进行炉内除气。