【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鋁合金鑄造，具體涉及一種可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金、制備方法及應用。
技術介紹
1、隨著汽車輕量化的發展以及國家對雙碳目標的重視和要求，目前對于生產車身等大型薄壁化結構件等大多采用高真空壓鑄成型，而為滿足車身性能要求，通常要進行熱處理。但是大型薄壁化結構件在熱處理時很容易變形，使得鑄件失效，并且熱處理還帶來成本的提升和碳排放的增加。因而，目前車用鋁合金加工行業正積極研發滿足性能需求的免熱處理合金，尤其免熱處理強韌化壓鑄鋁合金將會是汽車行業的新寵。
2、免熱處理鋁合金的出現使得車身、底盤結構件的成本和性能獲得較大優勢。目前市場上能廣泛應用的、技術成熟的免熱處理合金主要包括以下幾種：
3、德國鋁業rheinfelden?gmbh公司于20世紀90年代開發出第一種高延性壓鑄鋁合金，silafont-36系列鋁合金，即美國標準的a365.0合金。此外他們公司的castasil-37合金是一種高韌性al-si合金，其鑄態抗拉強度達250～300mpa的同時，伸長率可高達12％以上；不添加時效強化的mg元素，主要通過添加mo、zr等元素在壓鑄過程中形成含mo、zr等細小彌散相來提高合金的強度，其與壓鑄件的壁厚有較大的關系，壁厚越薄、冷卻速度越快，晶粒尺寸越小，最終壓鑄件的合金強度越高。此合金特別適用于車身零件輕量化的薄壁化高強度高韌性需求。
4、美國鋁業公司研發了ezcasttm系列c611免熱處理al-si系壓鑄鋁合金等，ezcasttm系列合金由美國鋁業公司在20世紀90年代開發成功，
5、其他的還有加拿大鋁業公司開發的壓鑄鋁合金aural-2和aural-3合金也是al-si-mg-mn系合金，其fe含量上限達到了0.2％，mn為0.5％。日本開發的adc3sf合金，mn含量更低甚至只有0.3-0.4％。
6、中國專利技術cn114438380a公開了一種免熱處理al-si鋁合金及其制備方法，其通過la+ce添加結合壓力鑄造得到了均勻致密的顯微組織，從而達到力學性能提升的效果，但稀土元素價格昂貴，增加了生產成本，無法工業化應用；
7、中國專利技術cn110079712a和中國專利技術cn113755722a均選用純度較高的電解鋁、工業硅和其他添加材料，并且嚴格控制微量元素ca、na、p等雜質元素的范圍，限制了雜質fe的含量，局限了原料來源，只能通過純鋁及中間合金等原材料鑄造制備，相對于使用再生鋁合金為原料成本高，流程長。
8、中國專利技術cn114717455a和中國專利技術cn115003832a均選擇在合金中添加了一些微量元素，如0～1.5wt.％ni、0.01～0.15wt.％zr、0.05～0.15wt.％v、0.05～0.15wt.％mo等，合金元素的過多加入會危害合金塑性、提高生產成本。
9、因此，針對上述技術問題，有必要提供一種可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金、制備方法及應用。
10、公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金、制備方法及應用。
2、為了實現上述目的，本專利技術一具體實施例提供的技術方案如下：
3、鋁合金，合金主體中的顯微組織包括α-al基體、al-si共晶組織及含fe第二相，且滿足：α-al基體的等效直徑小于等于15μm，預結晶組織的等效直徑小于等于30μm，預結晶組織在觀察界面的面積占比小于等于15％，所述預結晶組織包括初生α-al相及初生富fe相。優選的，鋁合金的抗拉強度大于等于260mpa，屈服強度大于等于140mpa，延伸率大于等于10％。在高壓鑄造工藝中，預結晶組織主要包括初生α-al相以及初生富fe相，其中初生α-al相是最主要的。初生α-al相通常尺寸較大且枝晶化程度高，而初生富fe相通常與初生α-al相一起形成枝晶網絡結構，含量占比很低。
4、在本專利技術的一個或多個實施例中，al-si共晶組織的尺寸小于等于10μm，共晶si顆粒的形貌呈纖維狀或球狀。
5、在本專利技術的一個或多個實施例中，al-si共晶組織為共晶si和al的混合物，其為溫度降低至共晶溫度時，經共晶反應得到。在共晶組織中si的含量約為12.6wt％。合金的共晶反應開始溫度為577±1℃，如在576℃左右，會發生共晶反應，形成共晶al和si相。共晶反應過程中，剩余液相中的al和si會成核、長大，從而形成共晶組織。
6、在本專利技術的一個或多個實施例中，含fe第二相包括β-al5fesi、α-al15(fe,mn,cr)3si2、π-al9femg3si5相。
7、在本專利技術的一個或多個實施例中，含fe第二相的平均等效直徑小于等于10μm，且該相在觀察界面的面積占比小于等于2.0％。
8、在本專利技術的一個或多個實施例中，含fe第二相在觀察界面的形態分布呈塊狀或漢字狀或花瓣狀。
9、在本專利技術的一個或多個實施例中，鋁合金其組分包括：si：6.0～9.0wt.％，mg：0.05～0.3wt.％，mn：0.2～0.8wt.％，cr：0～0.3wt.％，fe≤0.8wt.％，sr：0.015～0.03wt.％。其余為al及不可避免雜質。優選的，鋁合金其組分包括：si：6.5～8.5wt.％，mg：0.1～0.25wt.％，mn：0.3～0.6wt.％，cr：0.05～0.2wt.％，fe≤0.5wt.％，sr：0.015～0.03wt.％。余量為al和不可避免的雜質。優選的，鋁合金其組分包括：si：7.0～8.0wt.％，mg：0.15～0.2wt.％，mn：0.4～0.6wt.％，cr：0.1～0.15wt.％，fe≤0.4wt.％，sr：0.015～0.03wt.％。余量為al和不可避免的雜質。
10、在本專利技術的一個或多個實施例中，雜質至少為如下任一：cu≤0.50wt.％，ni≤0.50wt.％，zn≤1.5wt.％。
11、在本專利技術的一個或多個實施例中，可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金的制備方法，包括以下步驟：
12、s1：廢鋁預處理(預處理可以包括破碎篩分、磁選、預熱脫漆等)；
13、s2：準備合金原料并熔化，其中合金原料至少包括30％的再生鋁合金；
14、s3：精煉除雜；
15、s4：變質、細化
16、s5：壓鑄。
17、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，合金主體中的顯微組織包括α-Al基體、Al-Si共晶組織及含Fe第二相，且滿足：α-Al基體的等效直徑小于等于15μm，預結晶組織的等效直徑小于等于30μm，預結晶組織在觀察界面的面積占比小于等于15％，所述預結晶組織包括初生α-Al相以及初生富Fe相。
2.根據權利要求1所述的可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，其特征在于，所述Al-Si共晶組織的尺寸小于等于10μm，共晶Si相的形貌呈纖維狀或球狀。
3.根據權利要求2所述的可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，其特征在于，所述Al-Si共晶組織為共晶Si和Al組成的機械混合物，其為溫度降低至共晶溫度時，經共晶反應得到。
4.根據權利要求1所述的可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，其特征在于，所述含Fe第二相包括β-Al5FeSi、α-Al15(Fe,Mn,Cr)3Si2、π-Al9FeMg3Si5相。
5.根據權利要求4所述的可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，其特征在于，所述含Fe第二相的平均等效直徑小于等于10μm，且該相在觀察界面的面積占比小于等于2.0％。<...
【技術特征摘要】
1.一種可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，合金主體中的顯微組織包括α-al基體、al-si共晶組織及含fe第二相，且滿足：α-al基體的等效直徑小于等于15μm，預結晶組織的等效直徑小于等于30μm，預結晶組織在觀察界面的面積占比小于等于15％，所述預結晶組織包括初生α-al相以及初生富fe相。
2.根據權利要求1所述的可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，其特征在于，所述al-si共晶組織的尺寸小于等于10μm，共晶si相的形貌呈纖維狀或球狀。
3.根據權利要求2所述的可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，其特征在于，所述al-si共晶組織為共晶si和al組成的機械混合物，其為溫度降低至共晶溫度時，經共晶反應得到。
4.根據權利要求1所述的可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，其特征在于，所述含fe第二相包括β-al5fesi、α-al15(fe,mn,cr)3si2、π-al9femg3si5相。
5.根據權利要求4所述的可再生高壓鑄造免熱處理鋁合金，其特征在于，所述含fe...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳來，李俊，周小軍，陳小村，智雅婷，趙江濤，王東濤，長海博文，張波，
申請(專利權)人：魏橋蘇州輕量化研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。