[发明专利]一种汽车用铸造铝硅镁合金及其制备方法

说明书

一种汽车用铸造铝硅镁合金及其制备方法，涉及铸造铝合金技术领域，该汽车用铸造铝硅镁合金的制备方法为：先按质量百分比称取各原料，原料中添加有铈和锶，再将原料分层放置于坩埚中，接着将坩埚至于熔炼炉中，关闭熔炼炉炉门，开启真空泵，充入氩气洗气至气压为500Pa，然后打开熔炼炉电源，分阶段升温开始熔炼合金，熔炼后的合金液体浇铸到石墨模具中冷却，得到圆柱形铸锭，最后用线切割从铸锭中心切出拉伸件样品，将拉伸件样品依次自然时效处理、固溶处理、低温短时效处理，空冷得到合金样品。本发明通过向铝硅镁合金中复合添加锶和铈元素，有效提升了合金的强度与塑性，降低了屈强比。

技术领域

本发明涉及铸造铝合金技术领域，尤其指一种汽车用铸造铝硅镁合金及其制备方法。

背景技术

在“碳达峰”、“碳中和”目标提出的背景下，汽车轻量化对节能减排具有积极意义。铝合金作为重要的轻量化材料，在汽车轻量化进程中占有重要地位。铝硅镁基铸造合金常用于汽车结构件，不仅要求其有足够的强度、塑性，还要有较低的屈强比(屈服强度与抗拉强度的比值)，以保证材料在疲劳变形时的安全性和可靠性。但传统铝硅镁基合金凝固过程中会形成粗大的初晶(Al)以及板状的共晶(Si)组织，这些细长的共晶结构容易在服役过程中应力集中而产生裂纹，导致最终开裂，限制了合金在工业中的应用。

工业生产中通常会对铝硅镁基铸造合金进行变质处理来改善合金组织结构来提高合金综合性能。考虑到碱土金属锶和稀土金属铈是铝硅基铸造铝合金中常见的变质剂，锶的变质效果好，其微量添加就能将板状的共晶硅改性为细小纤维状，从而提高合金的塑性。铈不仅能改性共晶硅，减小初晶铝的尺寸，生成含铈金属间化合物，提高合金的强度及塑性，还能净化熔体，除气除杂。因此，本发明拟提出一种在铝硅镁基铸造合金中复合添加锶和铈元素的汽车用铸造铝硅镁合金及其制备方法。

发明内容

为了解决传统铝硅镁合金强度、塑性不足，屈强比高的问题，本发明提供一种汽车用铸造铝硅镁合金及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方法：一种汽车用铸造铝硅镁合金，其成分按质量百分比计，包括：

硅6.5～7.5wt.％；

镁0.30～0.45wt.％；

铈0.60～1.00wt.％；

锶0～0.01wt.％；

铁≤0.03wt.％；

镍≤0.1wt.％；

铅≤0.1wt.％；

铜≤0.01wt.％；

钙≤0.01wt.％；

铍≤0.01wt.％；

钒≤0.01wt.％；

锌≤0.01wt.％；

钛≤0.01wt.％；

锡≤0.01wt.％；

其他不可避免的元素：每种≤0.03wt.％，合计≤0.10wt.％；余量为铝。

进一步地，所述铝硅镁合金其成分按质量百分比计，分别为：硅7.0wt.％、镁0.4wt.％、锶0.005wt.％、铈0.86wt.％、铁0.025wt.％、镍0.02wt.％、铅0.02wt.％、铜0.005wt.％、钙0.005wt.％、铍0.01wt.％、钒0.005wt.％、锌0.01wt.％、钛0.01wt.％、锡0.005wt.％，其他不可避免的杂质元素：每种≤0.03wt.％，合计≤0.1wt.％；余量为铝。

进一步地，所述铝硅镁合金的极限抗拉强度为302.7±4.5MPa，屈服强度为249.8±6.7MPa，延伸率为4.8±0.4％，屈强比为0.82±0.1。