[发明专利]一种高韧性压铸铝合金及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种高韧性压铸铝合金及其制备方法。所述高韧性压铸铝合金各组成成分为：Si：9wt%～10wt%；Cu：0.1wt%～0.3wt%；Mn：0.2wt%～0.3wt%；Ce：0.1wt%～0.3wt%，其余为铝和其它杂质元素，其它杂质元素含量小于0.005%。本发明解决了目前AD12铝合金远远满足不了汽车结构件对延伸率6%以上的要求。本发明的高韧性压铸铝合金，其强度和延伸率得到了明显提升，抗拉强度达到322.3MPa，延伸率9.7%，比现有AD12铝合金的抗拉强度250MPa提高了28.9%，延伸率提高了300%。本发明的高韧性压铸铝合金完全满足了汽车、通讯行业对结构件抗拉强度250MPa，延伸率6%的要求。

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种高韧性压铸铝合金及其制备方法。

背景技术

随着汽车和通讯行业轻量化的发展，汽车轻量化新材料和新工艺是未来的需求。轻量化新材料是轻量化的主要手段，安全性是轻量化的前提，人们在对传统的结构进行优化设计的同时，也对铝合金材料的性能提出了更高的要求，不仅要求铝合金具有较高的强度，而且要求具有良好的塑性，因此，研发一种高韧性压铸铝合金材料对于汽车、通讯行业的轻量化发展是非常有必要的。

在汽车和机械行业，随着轻量化的推进，“以铸带锻、以铝带钢”已经成为汽车、通讯轻量化的一种趋势。汽车零配件中铝合金零配件的比例越来越高，压铸件是汽车零配件常见的工艺，但由于压铸件不能热处理强化，且存在缩松和缩孔的问题，压铸件只能用于汽车非结构件。目前、汽车上的结构件主要是高强钢、铸铁和锻造铝合金，结构件对材料强度要求较高。高端汽车铝合金件比例明显高于普通车，原因是高档车铝合金零配件采用的是高强度锻造铝合金，锻造铝合金强度高，优化设计后，铝合金零配件强度不低于钢件和铸铁件，但是锻造铝合金成本高，加工工艺复杂，大规模推广难度较大。为了推进铝合金在汽车零配件上的使用比例，亟需开发一种高韧性压铸铝合金，可以用铸造工艺达到锻造铝合金的强度，减少成本。

铝硅合金是铸造铝合金中品种最多，用途最广的一类合金，该类合金铸件占铝铸件的85-90%左右。铝硅合金用的最多的是AD12合金，该合金由于具有较好的流动性，在汽车、通信行业压铸件上得到了大量的使用。但是随着新能源汽车的兴起和汽车、通讯轻量化的推进，很多钢件会逐步用铝合金代替，实现以铸代锻，以铝代钢。

对于结构件，尤其是底盘和车身对强度和塑性代替高的结构件，对铸件的强度和塑性有很高的要求，但是常规的AD12合金延伸率和强度满足不了要求，主要存在以下问题：1）铸件强度不高；2）延伸率不高延伸率只有2.5，AD12目前的性能远远满足不了汽车结构件对延伸率6%以上的要求，尤其是新能源汽车，对铸件强度要求更高。由于Al-Si合金具有良好的流动性，可以压铸薄壁件和形状复杂的零件。国外合金比较成熟的是德国牌号的SF36合金，但是该合金需要T7处理后才能发挥较好的性能，对于大型复杂薄壁件压铸，T7处理会导致铸件变形，影响铸件尺寸给后续处理增加困难和成本。

因此，自主开发一种高强高韧铝合金体系是非常有必要的，本发明还是基于Al-Si系为基础，主要创新点如下：严格控制Cu的含量，加入少量的Cu合金，达到一个好的固溶强化效果，不需要后续热处理，保证Cu在固溶状态；降低Fe含量，因为Fe含量增加后会形成针状的脆性相，影响合金塑性；为了改善合金的粘膜性，用Mn元素代替Fe元素，改善粘膜性；添加少量的稀土元素Ce，进一步提高合金的塑性和耐腐蚀性。

发明内容

、本发明的目的。

本发明的一目的是提供一种高韧性压铸铝合金，Al-Si-Cu-Mn-Ce铝合金，该高韧性压铸铝合金20℃下铸件的屈服强度140.5-165Pa，抗拉强度310.8-322.3MPa，延伸率7.2-9.7%。该合金可用于汽车和通讯行业形状复杂且对强度要求较高的零部件上面，相对常规铝合金，本发明合金有高韧性和铸造流动性好的优点，具有良好的应用前景。

本发明的另一目的是提供一种高韧性压铸铝合金的制备方法。