[发明专利]一种新型汽车变速器壳体压铸铝合金及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种新型汽车变速器壳体压铸铝合金，其特征在于，由下述质量百分比的元素组成：7.5‑13%Si、1.5‑3.5%Cu、0.5‑1.2%Mn、0.3‑0.5%Mg、0.4‑0.9%Zn、0.2‑0.6%Ni、0.1‑0.35%Sn、0.5‑0.6%Fe、0.05‑0.15%V、0.05‑0.15%Zr、0.01‑0.15%Ce、0.01‑0.15%Sb，其余为Al；通过铝合金成分的设计配合压铸制备工艺，能够得到具有较高的结构强度和耐热性，同时具有较高的气密性和致密度，达到变速器体材料性能要求。

技术领域

本发明涉及新能源材料科学与技术领域，尤其涉及一种新型汽车变速器壳体压铸铝合金及其制备工艺。

背景技术

新能源汽车将逐渐成为主流；因此，高品质的新能源汽车零部件研发和制备具有广泛的市场前景；铝合金部件具有成型好，结构强度适中、质量轻等特点，具备替代钢铁材料实现轻量化的潜力。

Al-Si-Cu铝合金（类似YL113）是一种典型近共晶点成分铝合金；其在凝固过程中经历较小的液固混合区，往往具备致密的层状凝固组织和良好的流动性，是理想的压铸材料；此外，该合金强度适中，通过添加一定量的Cu, Mg, Zn等强化元素，可获得一定固溶强化效果；再次，该合金对Fe元素含量要求较低（通常作为杂质元素，防止粘模），是一种回收利用效率高铝合金；因此，该合金在压铸领域应用较为广泛。

汽车变速器体内部结构较为复杂，存在加强筋、曲面、台阶等难于机械加工的部位；工业生产中通常采用压铸和CNC相结合的制备工艺；这就需要变速器体材料具有好的压铸成型性；此外，为了适应混合动力的要求，材料本身还要求具有较高的结构强度、高的气密性和致密度；生产实践表明，当前市面上已有材料尚难完全满足上述要求，实现稳定生产。

发明内容

本发明的目的是一种新型汽车变速器壳体压铸铝合金及其制备工艺，通过铝合金成分的设计配合压铸制备工艺，能够得到具有较高的结构强度（抗压缩性能），耐腐蚀性和耐热性，同时具有较高的气密性和致密度，达到变速器体材料性能要求。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种新型汽车变速器壳体压铸铝合金，其特征在于，由下述质量百分比的元素组成：7.5-13% Si、1.5-3.5% Cu、0.5-1.2%Mn、0.3-0.5% Mg、0.4-0.9% Zn、0.2-0.6% Ni、0.1-0.35% Sn、0.5-0.6% Fe、0.05-0.15% V、0.05-0.15% Zr、0.01-0.15% Ce、0.01-0.15% Sb，其余为Al。

本发明还涉及一种新型汽车变速器壳体制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1）、称量，按照元素百分比称取Si、Cu、Mn、Mg、Zn、Ni、Sn、Fe、V、Zr、Ce、Sb和Al；

2）、熔炼，将步骤1）称取的Si、Cu、Mn、Mg、Zn、Ni、Sn、Fe、V、Zr和Al清洁干燥后投入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为690-760℃；

3）、除气，保持炉内温度为730-750℃，然后通入六氯乙烷精炼除气，静置15min，保持通风；

4）、变质，添加步骤1）中称取的Ce和Sb进行变质处理，并确保加入的Ce和Sb的质量一致；

5）、保温，将步骤4）得到的铝合金液转移至压铸机旁保温炉待用；

6）、压铸成型，通过压铸机对保温炉内的铝合金液进行压铸成型得到汽车变速器壳体。

优选的，步骤1中称取的Si为Al-20%Si中间合金、Mn为Al-10%Mn中间合金、Ni为Al-5%-Ni中间合金、Ce为Al-15%Ce中间合金、Sb为Al-15%Sb中间合金。

优选的，保温炉在使用之前喷砂清洁，并在260℃情况下烘烤72h。