[发明专利]铝硅合金车身支架及其高压真空压铸制备方法

说明书

本发明涉及一种铝硅合金车身支架及其高压真空压铸制备方法。车身支架采用的铝合金材料组分的重量百分比为：9.5‑11.5％Si，Fe＜0.1％，Cu＜0.03％，0.5～0.7％Mn，0.3～0.5％Mg，Zn＜0.07％，0.04‑0.15%Ti，0.01‑0.03%Sr，其余为Al。本发明所采用的铝合金成分尤其是微量元素的含量、Sr元素的加入方式、热处理工艺等保证车身支架同时具有高的强度与延展性的关键，经产品切片试验，T7处理后的抗拉强度大于240MPa;0.2%屈服强度大于180MPa，延伸率大于8％，完全满足承载式车身零部件的机械性能要求；本发明的铝合金车身支架高压真空铸造制备方法，能够适满足承载式车身支架对机械性能、生产效率、成本的要求，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种铝硅合金车身支架及其高压真空压铸制备方法，属于汽车零部件技术领域。

背景技术

汽车车身支架是汽车中的承载受力件，与汽车安全性密切相关。在汽车车身中，许多支架装在车身结构的节点上并与其它部件连接形成抗变形的高强度框架，这类支架通常具有尺寸大、壁薄、结构复杂等特征。由于在行驶中要保证汽车可靠的安全性，所以对车身支架的力学性能要求高，一般要求抗拉强度≥240 MPa，0.2％屈服强度大于180MPa,伸长率≥8％, 传统的汽车支架大多采用铁或钢质材料，通过冲压、锻造、焊接、铆接等工艺生产。

在世界汽车市场的激烈竞争中，各国都在向高质量、高可靠性、重量轻、节能、低成本方向发展，尤其是随着新能源汽车的快速发展，在材料方面表现为轻量化，用铝合金代替部分钢(铁)件，以达到汽车向高质量、低成本的发展的要求；在工艺方面表现为用先进工艺取代传统的工艺以达到提高毛坯精度，减少加工余量，减少原材料消耗，降低成本的目的；目前，多数铝合金高强度铸件一直是采用重力铸造或低压铸造生产，用这些传统的工艺制造出的车身支架在外观呈现冷隔、凹陷、裂纹等不同程度的质量问题，而在内部往往会出现气孔、缩孔、针孔等致命的缺陷，从而严重影响了产品的性能，同时，因成品率较低，资源和能源利用率低，铝废料再生利用率不高，环境污染严重等缺陷，使铝合金在车身支架上的应用受到了极大的限制。

压铸工艺具有生产率高、铸件精密等一系列优点，用压铸工艺生产车身支架不但可以缩短生产周期，还可达到高精密接近净成形，省去大量的机加工序，节约成本，因此，压力铸造是生产铝、镁合金汽车结构件极具竞争力的一种工艺。但由于车身支架需要优秀的机械性能，为使铝合金支架获得高性能，往往需要热处理，如果支架与其他构件连接，还需要良好的焊接性或铆接性，显然，常规的压铸工艺无法满足车身支架的生产要求，结构件的压铸生产需要进行新的材料及工艺开发。

发明内容

本发明需要解决的技术问题：

1、为了提高铝硅合金的强度，通常是提高铜、铁、镁等固溶强化合金的百分比，但这些合金组分的增加会同时带来合金延展性的下降，延伸率不能满足车身之架的要求，本发明需要解决车身之架满足高强度的同时满足高延伸率的要求。

2、由于高压压铸采用热做模具钢做为模具成型部分的材料，在高温、高速、高压的生产过程中，铝合金会对模具材料产生侵蚀，导致粘模、拉伤、变形等严重缺陷，通常解决粘模倾向是保持0.6-1.0％的Fe含量，但含铁量高时，铁相的增加会严重降低铝合金的强度与延展性，本发明需要解决铝合金粘模与高强度、高延伸率的需求。

3、本发明需要解决铝合金熔解过程的吸氢与氧化导致的铝合金脆性问题。

4、要达到车身支架要求的高强度、高延伸率，铸件必须进行固溶强化处理，另外，车身支架可能会要求与其他车身部件进行焊接、铆接装配，在固溶强化或焊接时，如果铸件内部含有气泡，高温时就会膨胀，导致产品表面鼓泡报废，如何解决高压、高速压铸填充过程的金属紊流导致的卷入性气孔，是本发明需要解决的一个工艺问题。