[发明专利]高性能AlSiMgCu铸造合金

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时申请Nos.61/628,320和61/628,321的权益，每份文献公开的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及铝合金，更具体地说，涉及用于制造铸件产品的铝合金。

背景技术

铝合金由于高性能重量比、有利的耐腐蚀性和其他因素而得到广泛应用，例如用于汽车和航空工业。过去已经提出了多种铝合金，该铝合金具有关于重量、强度、可铸性、耐腐蚀性和成本等的特征性能组合。对合金进行改进以呈现出改进的性能组合(例如，使合金更适合于一种或多种应用)仍然是所希望的。

发明内容

本公开主题涉及改进的铝铸造合金(也称作铸造合金(foundry alloys))和其制造方法。更具体地说，本申请涉及含有下列元素的铝铸造合金：8.5-9.5重量％的硅，0.5-2.0重量％的铜(Cu)和0.27-0.53重量％的镁(Mg)，其中，所述铝铸造合金包括满足4.7≤(Cu+10Mg)≤5.8的铜和镁，至多5.0重量％的锌，至多1.0重量％的银，至多0.30重量％的钛，至多1.0重量％的镍，至多1.0重量％的铪，至多1.0重量％的锰，至多1.0重量％的铁，至多0.30重量％的锆，至多0.30重量％的钒，至多0.10重量％的锶、钠、锑和钙中的一种或多种，和每种均≤0.04重量％且总量≤0.12重量％的其他元素，余量为铝。

在一种方案中，该铝铸造合金包括1.35-2.0重量％的铜和0.27-0.445重量％的镁。

在一种方案中，该铝铸造合金包括0.5-0.75重量％的铜和0.395-0.53重量％的镁。

在一种方案中，该铝铸造合金包括0.75-1.35重量％的铜和0.335-0.505重量％的镁。

在一种方案中，该铝铸造合金包括满足5.0≤(Cu+10Mg)≤5.5的铜和镁。

在一种方案中，该铝铸造合金包括满足5.1≤(Cu+10Mg)≤5.4的铜和镁。

在一种方案中，该铝铸造合金包含≤0.25重量％的锌。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.5重量％到5.0重量％的锌。

在一种方案中，该铝铸造合金包含≤0.01重量％的银。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.05-1.0重量％的银。

在一种方案中，该铝铸造合金在T_H进行固溶热处理，然后冷水淬火，其中T_H(℃)＝570-10.48*Cu-71.6*Mg-1.3319*Cu*Mg-0.72*Cu*Cu+72.95*Mg*Mg，基于以重量％计的Mg和Cu含量，在由以下的下限值和上限值限定的范围内，即，下限值T_H:T_Q＝533.6-20.98*Cu+88.037*Mg+33.43*Cu*Mg-0.7763*Cu*Cu-126.267*Mg*Mg，上限值T_H:T_S＝579.2-10.48*Cu-71.6*Mg-1.3319*Cu*Mg-0.72*Cu*Cu+72.95*Mg*Mg。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.1-0.12重量％的钛。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.12-0.14重量％的钒。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.08-0.19重量％的锆。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.14-0.3重量％的锰。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.15-0.57重量％的铁。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.1-0.12重量％的钒。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.11-0.13重量％的锆。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.27-0.3重量％的镍。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.15-0.33重量％的铁。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.03-0.15重量％的锰。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.05-0.2重量％的铪。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.1-0.12重量％的钒。

在一种方案中，该铝铸造合金包含0.012-0.04重量％的锆。

在一种方案中，一种选择固溶温度的方法包括以下步骤：

(A)计算铝合金中所有可溶解的组成相的形成温度，并确定具有最高形成温度的可溶解的组成相；