[发明专利]提高汽车结构件用高强韧铝合金Fe含量容许度的方法

说明书

本发明提供提高汽车结构件用高强韧铝合金Fe含量容许度的方法,实现得到既容易回收利用、又兼具高强韧性能的铸造铝合金材料，通过合理的成分设计，添加Ce+La混合稀土元素和增加超声振动相结合的方法，细化富Fe相，减小Fe相对力学性能的危害，保证铝合金中的Fe含量在大于0.20%，小于等于0.5%时仍然具有高的强韧性，提高Fe含量容许度，使高强韧铸造铝合金在保持良好的压铸成型性能的同时，能够满足大型复杂薄壁结构件对高强韧压铸铝合金材料的需求，同时能够回收利用、降低成本。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体是涉及提高汽车结构件用高强韧铝合金Fe含量容许度的方法。

背景技术

由于汽车轻量化的需要及铸造新技术的发展，特别是近年来电动汽车的蓬勃发展，铸造铝合金复杂结构件取代部分钢制件、铝锻件或多部件组合已成为一种必然趋势。铝合金结构件属于承载件，对合金材料提出了更高的要求，不同于传统压铸合金的延伸率较低，结构件用铝合金材料需同时具有高强度和高韧性，且兼顾良好成形性能。目前结构件用铝合金材料为满足强韧性的要求，大部分基于较低的Fe含量设计。中国专利（专利申请公布号CN108034870A）公布了一种高强韧压铸铝合金，其成分为Si：8.0~9.0%，Mg 0.2~0.3%，Mn：0.3~0.5%， Cu：0.1~0.2%，Fe：0.15~0.2%，Y： 0.4~0.6%，Er：0.2~0.3%，Ti： 0.01~0.02%，B：0.03~0.06%，余量为Al，该压铸铝合金的抗拉强度≥300MPa，延伸率≥6%，同时控制Fe含量在0.15~0.2%范围内；中国专利（专利申请公布号CN108103368A）公布了一种新型高强韧铸态铝合金，其成分为Si：9.3~10.5%，Mg： 0.39~2.70%:Cu：0.0~1.0%，Zn≤0.15%，Ti≤ 0.1%，Fe≤ 0.1%，余量为Al，该新型高强韧铸态铝合金的抗拉强度≥269MPa，延伸率≥9.1%，同时要求Fe含量≤ 0.1%；中国专利（专利申请公布号CN106967909A）公布了一种高强韧Al-Mg-Si系铝合金，其成分及质量百分比为Mg：0.6~0.9%，Si：0.4~0.6%，Li：0.3~0.5%，Zr：0.005~0.015%，B：0.001~0.003%，RE(包括Pr、Nd等稀土元素)：0.01~0.03%， Fe≤ 0.1%，Mn≤0.1%，余量为Al和不可避免的杂质，该高强韧Al-Mg-Si系铝合金抗拉强度≥316MPa，延伸率≥12.3%，同样的该铝合金的Fe含量要求≤0.1%。但是由于基于合金低Fe设计，使得现有合金必须采用纯度较高的原铝和高品位硅等原料配制，且产生的废料难以二次重熔再用，使铝合金在汽车轻量化中的使用成本明显增加，严重制约了其应用推广。要降低结构件用高强韧铝合金对高纯原铝等原料的依赖，需将其对Fe含量的容许度提高到0.25%以上；而要使得结构件用高强韧铝合金材料具有1-2次重熔再用能力，需将其对Fe含量的容许度提高到0.5%左右。