[发明专利]铸造铝合金

说明书

本发明涉及铸造铝合金，特别是应用于车架的合金。通常，用 于此目的的合金主要是熔融的亚共晶AlSi合金，为提高强度，AlSi 合金中含有少量Mg，例如：AiSi7Mg或AlSil1Mg。在个别情况下， 也使用AlSi(Mg，Cu)合金，但由于这种合金的腐蚀特性，只能用于特 殊的应用。在普通的合金中强度最高的AlCu(Ti，Mg)合金系也存在相 同的问题。同样，AlMg合金在车架部件中的应用有限。其它的合金 系，如AlZn或AlLi，在车架中不采用。

由上述合金制造的部件通常经过双温热处理来获得期望的特 性。

现有的合金系一般都存在这样的缺陷：仅能获得有限的应力-应 变比。上述强度较高的含Cu合金常因腐蚀特性不能使用。AlMg合 金浇铸难度高使其应用(部件的几何形状)受到限制。

因此，本发明的目的是提供一种具有较高的材料强度，同时还 具有足够高的断裂伸长率特性的合金，特别用于汽车结构中的应用。 例如在车架应用中，为了能够经受住恶劣工作条件，需要同时具备上 述特性。同时，这种合金必须有极好的浇注性，同时不会因合金成分 而对熔融处理和金属回收提出过高要求。

根据本发明，通过含有至少以下5种合金成分的铸造铝合金实 现上述目的：

Si：2.5重量％至3.3重量％，优选2.7重量％至3.1重量％；

Mg：0.2重量％至0.7重量％，优选0.3重量％至0.6重量％；

Fe：＜0.18重量％，优选0.05重量％至0.16重量％；

Mn：＜0.5重量％，优选0.05重量％至0.4重量％；

Ti：＜0.1重量％，优选0.01重量％至0.08重量％；

Sr：＜0.03重量％，优选0.01重量％至0.03重量％；

其它：＜0.1重量％；

上述条件下，余量为Al，使总和为100重量％。

根据本发明的合金具有不含Cu的常规铸造铝合金无法获得的 应力-应变比。特别是在压力辅助铸造方法中，例如，低压-反压-冷铸 法，通过良好的铸造结构能获得更好的机械特性。

使该合金晶粒细化有利于提高性能。

为获得上述优点，或进一步得到改善，有利的是，铸造的部件 经过热处理，特别是用以下参数进行热处理：

固溶退火：490℃和540℃处理1～10h。

回火：150℃和200℃处理1～10h。

然而，对某些应用来说，有利的是，仅在等温回火处理，如通 常已知的T4、T5或0态铝合金。

除上述优点外，根据本发明的合金部件还具有其他优点，即， 由于不含Cu和Cn合金成分，能显著提高抗腐蚀性。这种产品成本 相对较低，因为这些合金添加物，如稀土金属，没有一种会使这种产 品的成本提高，可以采用一般的熔融处理，不需要额外的费用进行分 离回收。

极好的应力-应变比提供了极好的浇注性。首先，这种浇注特性 能得到的铸件能避免主要缺陷(即砂眼)，其次，微观结构得到改善， 即，最大程度减少内部气孔的数量，这样的气孔会降低断裂伸长率。

下表给出范例数值(表见下页)：

  R_m  拉伸强度   [MPa]   R_p0.2  屈服强度   [MPa]     A₅    伸长率     [％] 重力冷铸 铸造状态     250     140     13 重力冷铸 热处理T6 (540℃，7h，160℃，8h)     320     260     5 压力辅助冷铸 热处理T6 (540℃，7h/160℃，6h) ^*仅在必要时给出准确的数值     370     300     11