【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋁合金技術，尤其涉及一種高延伸率壓鑄al-mg合金、其制備方法及用途。
技術介紹
1、隨著汽車行業的迅猛發展和汽車輕量化要求的提出，壓鑄鋁合金需求量將持續增加。由于變形鋁合金的加工過程繁雜，生產周期較長，而壓鑄鋁合金的近終成形性可直接得到結構復雜的零部件，提高了生產效率，降低了生產成本。al-mg系合金是壓鑄中常用的一類鋁合金，具有耐腐蝕性強、室溫力學性能優越的特點。但是該合金鑄造性能較差，力學性能受壁厚影響較大，熱裂傾向嚴重。同時，受限于壓鑄條件下流動和凝固的耦合，重力鑄造條件下的微合金化手段對于合金組織調控程度有限，特別是延伸率難以無法滿足大型車身薄壁件對壓鑄合金的進一步需求。針對al-mg合金成型及使役性能的開發，目前主要從mg、si等元素的合金化切入。mg含量的增加雖然可以增加合金強度，但會使合金的凝固區間變寬使得鑄造性能變差。si含量的添加能改善合金的鑄造性能但是mg2si相的形成會急劇惡化合金的延伸率。因此，將al-mg合金自身特點和壓鑄工藝過程的本身特點相結合，開發一種適合壓鑄快速流動和高凝固速度的微合金化方式，進而同步提高al-mg合金成型及延伸率的制備方法，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，針對上述目前采用壓鑄技術制備的al-mg合金壓鑄件延伸率提升困難的問題，提出一種高延伸率壓鑄al-mg合金，該合金力學性能優異，組織缺陷較少。
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“
3、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種高延伸率壓鑄al-mg合金，成分為：mg:4.00-7.50wt.％，mn:0.10-0.70wt.％，fe：0.05-0.50wt.％，si:0.50-3.00wt.％，b:0.0010-0.0090wt.％，ti:0.02-0.30wt.％，zn：0.05-0.30wt.％，余量為al。
4、進一步地，所述高延伸率壓鑄al-mg合金成分優選為：mg:5.00-6.50wt.％，mn:0.20-0.55wt.％，fe：0.10-0.30wt.％，si:1.00-2.60wt.％，b:0.0040-0.0080wt.％，ti:0.08-0.18wt.％，zn：0.05-0.30wt.％，余量為al。
5、進一步地，所述高延伸率壓鑄al-mg合金抗拉強度為310mpa-340mpa，屈服強度為160mpa-200mpa，延伸率為20％-34％。
6、本專利技術的另一個目的還公開了一種高延伸率壓鑄al-mg合金的制備方法，包括以下步驟：
7、步驟(1)熔煉：將工業純鋁熔化，待鋁錠完全熔化后依次加入al-mn、al-si、al-ti、純zn及純mg，通入惰性氣體的條件下進行精煉，精煉過程中(除氣過程中)添加tib2納米晶種合金，精煉完成后進行扒渣，保溫；
8、步驟(2)高壓壓鑄：加熱模具及坯料，將鋁液澆至料筒中，壓鑄完成后將鑄件從分開后的模具中取出并空冷，制備得到高延伸率壓鑄al-mg合金的制備方法。
9、本專利技術高延伸率壓鑄al-mg合金的制備方法工藝簡單，成本低廉，制備得到的壓鑄態合金延伸率顯著提升，能更好的滿足使役要求。
10、進一步地，步驟(1)所述熔煉：在730-800℃將純鋁錠熔化，隨后依次加入al-mn、al-si、al-ti、純zn、純mg，在750-780℃下保溫1-3h，為確保元素擴散均勻，隨后將鋁液溫度降至700-720℃，在轉子旋轉通入惰性氣體的條件下進行精煉，精煉總時長為10-25min，在精煉進行到5-10min時，加入tib2納米晶種合金，即在精煉過程中添加tib2納米晶種合金，此添加順序可保證除雜效果和避免燒損，精煉完成后進行扒渣，隨后合金液保溫。
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，所述轉子轉速為240-520r/min，優選轉速為358-438r/min。
15、進一步地，步驟(1)所述保溫時間為10-30min，優選時間為15min。
16、進一步地，步驟(1)所述惰性氣體為氮氣和/或氬氣，優選為氬氣，所述惰性氣體流量為3-9l/min，優選為7-8l/min。
17、進一步地，步驟(1)保溫溫度為745-785℃，保溫時間為1.5-2h。
18、進一步地，步驟(1)精煉時間為15-20min。
19、進一步地，步驟(1)精煉時采用輔助工藝，所述輔助工藝為超聲熔體振動，超聲熔體振動時間為5-15min，采用超聲振動技術能促進除氣效果及元素溶解。
20、進一步地，步驟(1)所述tib2納米晶種合金為納米顆粒，粒徑為50nm-300nm。
21、進一步地，步驟(2)所述鋁液澆注溫度為680-720℃，優選溫度為700-710℃。
22、進一步地，步驟(2)加熱模使模具溫度保持在170-230℃，優選溫度190℃-210℃。
23、進一步地，步驟(2)壓鑄參數為：慢速壓射速度為0.1-0.6m/s，優選速度為0.22-0.43m/s，快速壓射速度為1m/s-6m/s，優選速度為2.0-4.5m/s，保壓壓力100～120mpa。
24、本專利技術的另一個目的還公開了一種高延伸率壓鑄al-mg合金在制備汽車用鋁合金壓鑄件領域的用途。
25、進一步地，本專利技術高延伸率壓鑄al-mg合金尤其適用于制備汽車用免熱處理al-si合金壓鑄件。
26、本專利技術高延伸率壓鑄al-mg合金、其制備方法及用途，與現有技術相比較具有以下優點：
27、1)本專利技術采用特定tib2納米晶種合金、添加量及添加工藝成功實現al-mg合金中凝固組織的調控，進而提升延伸率。壓鑄件中組織均勻性與保壓階段固液混相的流變剪切行為密切相關。當al-mg合金中mg含量提升時，固液兩相區會擴展，從而導致在型腔中固液混相的剪切變形過程中加劇液相的聚集，進而致使組織不均勻性及宏觀偏析加劇。通過引入微量的tib2粒子，可以降低α-al晶粒的形核過冷度，促進異質形核，進而弱化型腔中溫度梯度致使的固相分數梯度，從而提升壓鑄al-mg合金的組織均勻性，提升延伸率。但是工業上常用的al-ti-b晶種合金如al-3ti-b及al-5ti-b，其大多數粒子為微米級，在高壓鑄造條件下效果不明顯，因此需要采用適合高冷速的凝固條件下的粒子。由于b元素的增多會明顯增大熔體的粘度，從而惡化合金在壓鑄過程的填充性能，因此粒子的添加量本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高延伸率壓鑄Al-Mg合金，其特征在于，其成分為：Mg:4.00-7.50wt.％，Mn:0.10-0.70wt.％，Fe：0.05-0.50wt.％，Si:0.50-3.00wt.％，B:0.0010-0.0090wt.％，Ti:0.02-0.30wt.％，Zn：0.05-0.30wt.％，余量為Al。
2.一種權利要求1所述高延伸率壓鑄Al-Mg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所述高延伸率壓鑄Al-Mg合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟(1)所述熔煉：在730-800℃將純鋁錠熔化，隨后依次加入Al-Mn、Al-Si、Al-Ti、純Zn、純Mg，在750-780℃下保溫1-3h，隨后將鋁液溫度降至700-720℃，在轉子旋轉通入惰性氣體的條件下進行精煉，精煉總時長為10-25min，在精煉進行到5-10min時，加入TiB2納米晶種合金。
4.根據權利要求2或3所述高延伸率壓鑄Al-Mg合金的制備方法，其特征在于，所述Al-Mn中Mn的含量為5-30wt.％；
5.根據權利要求2
6.根據權利要求2或3所述高延伸率壓鑄Al-Mg合金的制備方法，其特征在于，精煉時采用輔助工藝，所述輔助工藝為超聲熔體振動，超聲熔體振動時間為5-15min。
7.根據權利要求2所述高延伸率壓鑄Al-Mg合金的制備方法，其特征在于，所述TiB2納米晶種合金粒徑為50nm-300nm。
8.根據權利要求2所述高延伸率壓鑄Al-Mg合金的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述鋁液澆注溫度為680-720℃；
9.根據權利要求2所述高延伸率壓鑄Al-Mg合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟(2)慢速壓射速度為0.1-0.6m/s快速壓射速度為1m/s-6m/s，保壓壓力100～120Mpa。
10.一種權利要求1所述高延伸率壓鑄Al-Mg合金在制備汽車用鋁合金壓鑄件領域的用途。
...【技術特征摘要】
1.一種高延伸率壓鑄al-mg合金，其特征在于，其成分為：mg:4.00-7.50wt.％，mn:0.10-0.70wt.％，fe：0.05-0.50wt.％，si:0.50-3.00wt.％，b:0.0010-0.0090wt.％，ti:0.02-0.30wt.％，zn：0.05-0.30wt.％，余量為al。
2.一種權利要求1所述高延伸率壓鑄al-mg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所述高延伸率壓鑄al-mg合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟(1)所述熔煉：在730-800℃將純鋁錠熔化，隨后依次加入al-mn、al-si、al-ti、純zn、純mg，在750-780℃下保溫1-3h，隨后將鋁液溫度降至700-720℃，在轉子旋轉通入惰性氣體的條件下進行精煉，精煉總時長為10-25min，在精煉進行到5-10min時，加入tib2納米晶種合金。
4.根據權利要求2或3所述高延伸率壓鑄al-mg合金的制備方法，其特征在于，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳宗寧，王同敏，劉磊，康慧君，郭恩宇，趙凱，李彥強，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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