本發(fā)明專利技術(shù)涉及合金材料領(lǐng)域，公開(kāi)了一種壓力鑄造用的高強(qiáng)韌壓鑄鋁合金。所述鋁合金為Al-Mg-Si-Mn系，含有：鎂：4.5％-6.3質(zhì)量％、硅：1.4％-2.8質(zhì)量％、錳：0.4％-1.0質(zhì)量％、鐵：≤0.22質(zhì)量％、鈦：≤0.20質(zhì)量％、銅：≤0.05質(zhì)量％、鈹：≤0.0045質(zhì)量％，不可避免的雜質(zhì)≤0.30質(zhì)量％，余量為鋁。本發(fā)明專利技術(shù)提供的壓鑄鋁合金具有優(yōu)異的鑄造性能及良好的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度大幅提升，伸長(zhǎng)率大，硬度也高，而且具有良好的耐腐蝕性，無(wú)需固溶熱處理，可以用于轎車上的保安零件，滿足轎車輕量化發(fā)展的需求。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及合金材料領(lǐng)域，具體涉及一種壓力鑄造用的壓鑄鋁合金。
技術(shù)介紹
壓力鑄造簡(jiǎn)稱壓鑄，是一種高速高效的先進(jìn)成形工藝，是復(fù)雜薄壁鋁、鎂合金等鑄件的主要成形方法之一，在汽車/摩托車用鋁、鎂合金零部件的生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比例。但是壓鑄生產(chǎn)的鋁、鎂合金鑄件內(nèi)部氣孔多，無(wú)法進(jìn)行固溶熱處理或焊接成形，也不能進(jìn)行過(guò)多的機(jī)加工。因此壓鑄件在轎車/摩托車的重要保安零件如底盤(pán)懸架上的副車架、車門(mén)立柱等結(jié)構(gòu)受力件上的應(yīng)用受到嚴(yán)重限制。如何充分發(fā)揮壓鑄的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特別是利用壓鑄方法來(lái)生產(chǎn)高強(qiáng)度、高韌性的鋁、鎂壓鑄件以滿足轎車輕量化的發(fā)展需求是人們長(zhǎng)期以來(lái)研發(fā)的前沿技術(shù)之一。當(dāng)前在工業(yè)中應(yīng)用最多的壓鑄鋁合金材料為Al-Si-Cu系合金，如國(guó)內(nèi)YL112、YLl 13，日本ADC12、ADClO以及美國(guó)A380等，因?yàn)樯鲜龊辖鹁哂袃?yōu)異的鑄造性能和良好的力學(xué)性能。其次應(yīng)用比較多的是具有良好抗沖擊性能和抗疲勞強(qiáng)度的Al-Si-Mg系合金，如YL104、ADC3、A360等。第三應(yīng)用比較多的是Al-Mg系合金如，YL301等，該類合金擁有良好的耐腐蝕性、較高的強(qiáng)度及韌性。由于壓鑄時(shí)鋁液在高速高壓下以噴射狀態(tài)流入型腔，為了防止鋁液粘模腐蝕損壞模具，壓鑄鋁合金中的Fe含量一般都在I %以上。但是Fe與合金中的Al和Si會(huì)生成針狀的FeAl3、Al-Fe-Si的中間化合物，此類中間化合物的存在嚴(yán)重削弱了壓鑄件的力學(xué)性能，尤其是斷裂韌性。而對(duì)于Al-Si-Cu系合金而言，加入Cu雖然可以提高壓鑄件的強(qiáng)度，但卻降低了鑄件的韌性，而且Cu的加入會(huì)降低鑄件的耐腐蝕性能。另外，Al-Si-Mg系合金需通過(guò)固溶強(qiáng)化和時(shí)效處理才能提高其力學(xué)性能，但如前所述，壓鑄件一般不能進(jìn)行固溶熱處理，同時(shí)對(duì)于薄壁復(fù)雜零件而言，固溶處理將導(dǎo)致嚴(yán)重的變形。因此，以現(xiàn)有的Al-Si-Cu系、Al-Si-Mg系以及Al-Mg系壓鑄鋁合金均不屬于高強(qiáng)度、高韌性的壓鑄鋁合金材料，無(wú)法滿足復(fù)雜薄壁、高強(qiáng)度、高韌性、抗沖擊、耐腐蝕等汽車結(jié)構(gòu)受力件的要求，不能應(yīng)用于轎車上的保安零件，無(wú)法滿足轎車輕量化的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕的非熱處理型的壓鑄鋁合金材料，該材料采用真空壓鑄方法，可用于轎車底盤(pán)副車架、車門(mén)立柱等關(guān)鍵零部件的制造，以取代鋼制的車架或車門(mén)立柱等結(jié)構(gòu)件。本專利技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的一種壓力鑄造用的壓鑄鋁合金材料，所述鋁合金為Al-Mg-Si-Mn系，其特征在于含有鎂4.5% -6. 3 質(zhì)量 ％、硅1.4% -2. 8 質(zhì)量 ％、錳0.4% -I. 0 質(zhì)量 ％、鐵< 0. 22質(zhì)量％、鈦< 0. 20質(zhì)量％、銅< 0. 05質(zhì)量％、鈹< 0. 0045質(zhì)量％，不可避免的雜質(zhì)(0. 30質(zhì)量％,余量為招。所述不可避免的雜質(zhì)含有鋅、硼、鉻、鎳、鉛、錫、鈣、鍶、釩。所述招合金材料可以為鎂的含量為4. 5質(zhì)量娃的含量為I. 63質(zhì)量猛的含量為0. 4質(zhì)量％，銅的含量為0. 052質(zhì)量％，鈦的含量為0. 175質(zhì)量％，鈹?shù)暮繛?. 0044質(zhì)量％，鐵的含量為0. 213質(zhì)量％,不可避免的雜質(zhì)< 0. 30質(zhì)量％,余量為招。所述鋁合金材料可以為鎂的含量為5. 3質(zhì)量％，硅的含量為I. 4質(zhì)量％，錳的含量為0.713質(zhì)量％，銅的含量為0.0115質(zhì)量％，鈦的含量為0. 167質(zhì)量％，鈹?shù)暮繛?.0044質(zhì)量％，鐵的含量為0. 204質(zhì)量％，不可避免的雜質(zhì)< 0. 30質(zhì)量％，余量為鋁。所述鋁合金材料可以為鎂的含量為6. 3質(zhì)量％，硅的含量為2. 8質(zhì)量％，錳的含量為I. 0質(zhì)量％，銅的含量為0. 0025質(zhì)量％，鈦的含量為0. 163質(zhì)量％，鈹?shù)暮繛?. 0045質(zhì)量％，鐵的含量為0. 021質(zhì)量％,不可避免的雜質(zhì)< 0. 30質(zhì)量％,余量為招。本專利技術(shù)的另外一個(gè)目的是提供一種壓鑄鋁合金材料的制作工藝，所述步驟包括 將所述配比的金屬鋁、硅、錳、鈦、鈹加入到高Al2O3、低SiO2的石墨坩堝爐中于973K 1023K溫度下熔化，待鋁液熔清后加入Al-Be中間合金，然后采用旋轉(zhuǎn)吹氬氣的方式精煉10 15min,然后加入金屬鎂，升溫至973K 1013K后扒渣、澆注，采用真空壓鑄的方法成形，壓射壓力為60 70MPa，壓射速度為3. 5 5. Om/s。本專利技術(shù)提供的壓鑄鋁合金具有優(yōu)異的鑄造性能及良好的力學(xué)性能，強(qiáng)度高、韌性大，其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度都有大幅提升，硬度高，伸長(zhǎng)率也大，而且具有良好的耐腐蝕性，無(wú)需固溶熱處理，可以用于轎車上的保安零件，滿足轎車輕量化發(fā)展的需求。采用本專利技術(shù)提供的壓鑄鋁合金材料制作工藝制作的鋁合金材料力學(xué)性能優(yōu)異，制成的材料無(wú)氣孔缺陷，而且操作方便。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本專利技術(shù)，在此本專利技術(shù)的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本專利技術(shù)，但并不作為對(duì)本專利技術(shù)的限定。合金中的成分變化對(duì)材料的力學(xué)性能有著重要的影響當(dāng)合金中鎂的含量增加時(shí)，材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度升高，而伸長(zhǎng)率下降；當(dāng)合金中鎂的含量低于4. 5%時(shí)，其韌性高，但屈服強(qiáng)度低于145MPa (作為板材所需要的必要屈服點(diǎn))；而當(dāng)鎂的含量高于6. 3%時(shí)，材料的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高，而伸長(zhǎng)率低于6%，因此Mg的最佳含量為4. 5% 6. 3% ;合金中加入適量的Si可提高材料的鑄造性能，如流動(dòng)性提高、熱裂傾向降低等，并進(jìn)而影響到材料的力學(xué)性能，當(dāng)Si的含量低于I. 4%時(shí)，合金的強(qiáng)度偏低，而伸長(zhǎng)率增加；當(dāng)高于2. 8%時(shí)，材料的強(qiáng)度提高而伸長(zhǎng)率降低，因而最佳的Si含量控制在I. 4% 2. 8% ；Fe可以降低壓鑄過(guò)程中的鋁液粘模傾向，但在凝固過(guò)程中Fe會(huì)與合金中的Al和Si生成針狀的FeAl3、Al-Fe-Si的中間化合物，割裂基體組織，惡化材料的力學(xué)性能，所以合金中的Fe控制在0. 22%以下；因Fe的含量降低導(dǎo)致了壓鑄過(guò)程中粘模傾向增加，為減少粘模腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，本實(shí)施例中加入適量的Mn，Mn的含量低于0. 4%時(shí)，對(duì)減少粘模的作用有限，而高于I. 0%時(shí)，材料的力學(xué)性能會(huì)降低，所以Mn的合適加入量為0. 4% I. 0% ； Cu的加入可以提高材料的強(qiáng)度，減小伸長(zhǎng)率，在此合金中Cu與Fe —樣作為雜質(zhì)元素需加以嚴(yán)格控制，當(dāng)Cu含量高于0. 05%時(shí)，伸長(zhǎng)率會(huì)顯著降低；在合金中加入Ti，Ti是晶粒微細(xì)化元素，但是雖然能夠起到細(xì)化晶粒的作用，但由于壓鑄過(guò)程中金屬鋁液的冷卻速度較快，Ti的細(xì)化作用并不明顯，而過(guò)多的Ti易導(dǎo)致金屬元素的偏析，因而Ti的含量控制在0. 20%以下；該合金在熔煉過(guò)程中易被氧化燒損，夾雜物增多，加入適量的Be可降低氧化燒損，Be的加入量控制在0. 0045%以下有良好效果，高于此值時(shí)，材料的力學(xué)性能降低；其它雜質(zhì)元素如鋅，硼，鉻，鎳，鉛，錫，鈣，鍶，釩等均為雜質(zhì)，應(yīng)嚴(yán)格控制其含量，否則會(huì)嚴(yán)重降低合金的力學(xué)性能，特別是伸長(zhǎng)率，上述雜質(zhì)元素的總含量控制在0. 30%以下，尤其鋅的含量應(yīng)控制在0. 10%以下。實(shí)施例 按照表I中所述的配方制造所示的I 5組Al-Mg-Si-Mn系壓鑄鋁合金材料。表I中還包括了各壓鑄鋁合金材料的力學(xué)性能。上述鋁合金材料的制備方法是將所述配比的金屬鋁、本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種壓力鑄造用的壓鑄鋁合金材料，所述鋁合金為Al？Mg？Si？Mn系，其特征在于：含有：鎂：4.5％？6.3質(zhì)量％、硅：1.4％？2.8質(zhì)量％、錳：0.4％？1.0質(zhì)量％、鐵：≤0.22質(zhì)量％、鈦：≤0.20質(zhì)量％、銅：≤0.05質(zhì)量％、鈹：≤0.0045質(zhì)量％，不可避免的雜質(zhì)≤0.30質(zhì)量％，余量為鋁。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉后堯，萬(wàn)里，賴沛基，吳樹(shù)森，吳湛方，張?jiān)⒊?/a>，馮佳雄，康頌標(biāo)，楊廣盛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣東鴻泰科技股份有限公司，華中科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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