【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及al-si合金技術，尤其涉及一種免熱處理壓鑄al-si合金、其制備方法及用途。
技術介紹
1、目前，全球對節能環保的需求日益迫切，高集成度輕質結構件的開發是汽車領域的競爭熱點。大一體化高壓壓鑄成型技術具備短流程、高效率及高集成度的獨特優勢，是實現大尺寸復雜薄壁車身結構件凈成形制備的主流方案。由于具有良好的填充性能、承載性及低成本等優點，亞共晶al-si合金是目前大型薄壁壓鑄結構件首選材料。
2、然而，由于高壓壓鑄是一個熔體的快速凝固和高速流動在短時內同步完成的過程，分別起源于熔體在流動過程中的卷氣及型腔中填充的不充分的氣孔和收縮是高壓壓鑄中難以消除的固有內生缺陷，會惡化鑄件力學性能。由于件大壁薄，傳統的固溶及時效熱處理手段會導致構件變形，成型構件也無法通過變形進行強化。因此壓鑄態組織的調控對于免熱處理鋁合金性能的優化至關重要。針對鑄件缺陷調控問題，目前的方法主要是從壓鑄工藝出發，例如提高壓射速度、及熔體溫度以及采用高真空技術等。這些方法成本往往較高，同時對于設備的損耗及能耗會加劇，不能滿足壓鑄這一低成本、短流程技術的進一步需求。al-si合金為主流的壓鑄合金，共晶si的形貌對于壓鑄件的性能有明顯影響，特別是針狀的si顆粒會顯著惡化合金塑性。
3、因此，提供一種低成本、短流程的減小免熱處理鋁合金壓鑄件缺陷及組織的方法，成為本領域亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，針對現有al-si合金的上述問題，提出一種免熱處理壓鑄al
2、需要注意的是，在本專利技術中，除非另有規定，涉及組成限定和描述的“包括”的具體含義，既包含了開放式的“包括”、“包含”等及其類似含義，也包含了封閉式的“由…組成”、“由…構成”等及其類似含義。
3、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種免熱處理壓鑄al-si合金，成分為：si：8.10-10.30wt.％，mn：0.50-0.57wt.％，fe：0-0.5wt.％，mg：0.26-0.35wt.％，b：0.0045-0.0083wt.％，ti：0.10-0.30wt.％，na：≤0.005wt.％，k：≤0.005wt.％，p：≤0.005wt.％，余量為al。
4、進一步地，所述免熱處理壓鑄al-si合金成分為優選為：si：8.50-9.10wt.％，mn：0.50-0.52wt.％，fe：0.1-0.3wt.％，mg：0.26-0.28wt.％，b：0.005-0.007wt.％，ti：0.10-0.24wt.％，na：≤0.005wt.％，k：≤0.005wt.％，p：≤0.005wt.％，余量為al。
5、進一步地，所述免熱處理壓鑄al-si合金的抗拉強度、屈服強度及延伸率分別為310mpa-340mpa、170mpa-200mpa及10％-15％。
6、本專利技術的另一個目的還公開了一種免熱處理壓鑄al-si合金的制備方法，該方法成本低、流程短，是一種能減小免熱處理壓鑄al-si合金缺陷的制備方法，具體包括以下步驟：
7、步驟(1)熔煉：將純鋁熔化，待鋁錠完全熔化后依次加入al-mn、al-si、al-ti及al-mg中間合金，通入惰性氣體的條件下進行精煉，精煉完成后進行扒渣，保溫；
8、步驟(2)：在往壓鑄機給湯(合金液)過程中在線添加tib2納米晶種合金；
9、步驟(3)高壓壓鑄：加熱模具及坯料，將合金液澆至料筒中，壓鑄完成后將鑄件從分開后的模具中取出并空冷，制備得到免熱處理壓鑄al-si合金。
10、進一步地，步驟(1)熔煉：在750-800℃將純鋁錠熔化，隨后依次加入al-mn、al-si、al-ti，在720-760℃下保溫0.5-2h，優選保溫溫度和保溫時間分別為740-750℃，1-1.5h，確保元素擴散均勻，隨后將鋁液溫度降至700-730℃，在轉子旋轉通入惰性氣體的條件下進行精煉，精煉時間為10-25min，在旋轉噴吹進行到5-10min時，加入al-mg中間合金精煉，此添加順序可保證除雜效果和避免燒損，采用輔助工藝進行熔體處理，精煉完成后進行扒渣，隨后合金液保溫10-30min，并降溫至澆注溫度準備壓鑄。
11、進一步地，所述al-mn中mn的含量為5％-30％，優選含量為10％。
12、進一步地，所述al-si中si的含量為5％-30％，優選含量為10％。
13、進一步地，所述al-ti中ti的含量為5％-30％，優選含量為10％。
14、進一步地，所述al-mg中mg的含量為5％-30％，優選含量為10％。
15、進一步地，步驟(1)所述轉子轉速為250-500r/min，轉子轉速優選為358r/min。
16、如無特殊說明，本專利技術中％均為質量百分含量。
17、進一步地，步驟(1)所述精煉時間優選為15min。
18、進一步地，步驟(1)所述保溫時間優選為15min。
19、進一步地，步驟(1)所述惰性氣體為氮氣和/或氬氣，氣體優選為氬氣。
20、進一步地，步驟(1)所述惰性氣體流量為4-8l/min，惰性氣體流量優選值為6-7l/min。
21、進一步地，步驟(1)所述輔助工藝為超聲熔體振動，超聲時間為5-20min，優選為10-20min，采用超聲振動技術能促進除氣效果及元素溶解。
22、進一步地，步驟(2)所述tib2晶種合金為納米顆粒，平均粒徑為50nm-400nm。
23、進一步地，步驟(2)所述在線添加納米tib2晶種合金：將稱量好的tib2晶種合金在感應線圈中加熱至300-350℃，隨后放入取好合金液的湯匙中，在湯匙中攪拌10-15s。
24、進一步地，步驟(3)所述合金液澆注溫度為680-720℃，優選溫度為700-710℃。
25、進一步地，步驟(3)加熱模具使模具溫度保持在180-220℃，溫度優選為195℃-205℃。
26、進一步地，步驟(3)壓鑄參數為：慢速壓射速度為0.2-0.5m/s，慢速壓射速度優選為0.25-0.4m/s，快速壓射速度為1m/s-4m/s，快速壓射速度優選為1.5-3.0m/s，保壓壓力為100～120mpa。
27、本專利技術的另一個目的還公開了所述免熱處理壓鑄al-si合金在汽車用免熱處理壓鑄結構件的用途。
28、本專利技術免熱處理壓鑄al-si合金、其制備方法及用途，與現有技術相比較具有以下優點：
29、1)本專利技術通過選擇合適的tib2晶種合金、添加量及添加工藝成功實現al-si合金中α-al晶粒的細化，進而減少壓鑄組織的缺陷。壓鑄件中缺陷的形成與保壓階段固液混相的流變剪切行為密切相關。固液混相體系中固相晶粒尺寸越小，其對流變剪切的抵抗能力越小，因而可以通過局部區域晶粒的轉動協調變本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種免熱處理壓鑄Al-Si合金，其特征在于，其成分為：Si：8.10-10.30wt.％，Mn：0.50-0.57wt.％，Fe：0-0.5wt.％，Mg：0.26-0.35wt.％，B：0.0045-0.0083wt.％，Ti：0.10-0.30wt.％，Na：≤0.005wt.％，K：≤0.005wt.％，P：≤0.005wt.％，余量為Al。
2.一種權利要求1所述免熱處理壓鑄Al-Si合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述免熱處理壓鑄Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟(1)熔煉：在750-800℃將純鋁錠熔化，隨后依次加入Al-Mn、Al-Si、Al-Ti，在720-760℃下保溫0.5-2h，隨后將鋁液溫度降至700-730℃，在轉子旋轉通入惰性氣體的條件下進行精煉，精煉時間為10-25min，在旋轉噴吹進行到5-10min時，加入Al-Mg中間合金精煉，采用輔助工藝進行熔體處理，精煉完成后進行扒渣，隨后合金液保溫10-30min，并降溫至澆注溫度準備壓鑄。
4.根據權利要求2或3所述免熱處理壓
5.根據權利要求2或3所述免熱處理壓鑄Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述惰性氣體為氮氣和/或氬氣；
6.根據權利要求3所述免熱處理壓鑄Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述輔助工藝為超聲熔體振動，超聲時間為5-20min。
7.根據權利要求2所述免熱處理壓鑄Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述TiB2晶種合金為納米顆粒，平均粒徑為50nm-400nm；
8.根據權利要求2所述免熱處理壓鑄Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述合金液澆注溫度為680-720℃；
9.根據權利要求2所述免熱處理壓鑄Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟(3)壓鑄參數為：慢速壓射速度為0.2-0.5m/s，快速壓射速度為1m/s-4m/s，保壓壓力為100～120MPa。
10.一種權利要求1所述Al-Si合金在汽車用免熱處理壓鑄結構件的用途。
...【技術特征摘要】
1.一種免熱處理壓鑄al-si合金，其特征在于，其成分為：si：8.10-10.30wt.％，mn：0.50-0.57wt.％，fe：0-0.5wt.％，mg：0.26-0.35wt.％，b：0.0045-0.0083wt.％，ti：0.10-0.30wt.％，na：≤0.005wt.％，k：≤0.005wt.％，p：≤0.005wt.％，余量為al。
2.一種權利要求1所述免熱處理壓鑄al-si合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述免熱處理壓鑄al-si合金的制備方法，其特征在于，步驟(1)熔煉：在750-800℃將純鋁錠熔化，隨后依次加入al-mn、al-si、al-ti，在720-760℃下保溫0.5-2h，隨后將鋁液溫度降至700-730℃，在轉子旋轉通入惰性氣體的條件下進行精煉，精煉時間為10-25min，在旋轉噴吹進行到5-10min時，加入al-mg中間合金精煉，采用輔助工藝進行熔體處理，精煉完成后進行扒渣，隨后合金液保溫10-30min，并降溫至澆注溫度準備壓鑄。
4.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王同敏，陳宗寧，劉磊，郭恩宇，康慧君，李彥強，趙凱，張至柔，張宇博，咸經緯，辛同正，王明亮，接金川，盧一平，曹志強，李廷舉，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：
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