[发明专利]一种底盘副车架用Al-Si-Mg-Ti-N-Sc合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种底盘副车架用Al‑Si‑Mg‑Ti‑N‑Sc合金及其制备方法，其合金成分按质量百分比构成如下：Si7.0～7.2％，Mg为0.40～0.50％，N为0.31～0.35％，Ti为0.31～0.45％，Sc为0.01～0.02％，余量为铝；其他金属和非金属元素总量不超过0.2％。本发明Al‑Si‑Mg‑Ti‑N‑Sc合金兼顾了合金的铸造性能，同时引入了细小弥散TiN第二相粒子，增加了合金中的第二相种类和数量，具有较之A356等底盘副车架用铝合金更高的力学性能。

技术领域

本发明属于有色金属铝基合金技术领域，具体涉及一种底盘副车架用Al-Si-Mg-Ti-N-Sc合金及其制备方法。

背景技术

汽车底盘副车架是前后车桥的骨架，起到支承前后车桥、悬挂，提高悬挂系统的连接刚度，并阻隔振动和噪声的作用，是汽车关键部件之一。铝合金底盘副车架以其重量轻，制造精度高，强度大，整体成型，组装件少，较之钢底盘车架具有明显优势，用其取代钢制底盘副车架，对于汽车轻量化有重要意义。目前，铝合金底盘副车架主要采用A356合金，其有较好的铸造成形性和较高的强度和塑性，但考虑到副车架主要起底盘与车身之间的刚性连接作用，承受很大的载荷和长期的交变应力，A356等目前普遍使用的副车架铝合金的强度和抗疲劳性能显得不足，限制了其应用。

发明内容

本发明为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种具备优良的铸造性能、塑性，又具有高强度、韧性、高抗疲劳性能的底盘副车架用Al-Si-Mg-Ti-N-Sc合金及其制备方法。

本发明通过合金设计并通过元素Ti、N、Sc的复合添加及微合金化，制得具有优良成形性和综合力学性能的Al-Si-Mg-Ti-N-Sc合金。

本发明底盘副车架用Al-Si-Mg-Ti-N-Sc合金，其合金成分按质量百分比构成如下：

Si7.0～7.2％，Mg为0.40～0.50％，N为0.31～0.35％，Ti为0.31～0.45％，Sc为0.01～0.02％，除所列元素以外的其他金属和非金属元素总量不超过0.2％，余量为铝。

本发明底盘副车架用Al-Si-Mg-Ti-N-Sc合金的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：配料

按照配比量称取纯铝、Al-Si中间合金、Al-Mg中间合金、Al-Ti中间合金、Mg₃N₂粉及Al-Sc中间合金；

步骤2：熔化

向预热好的坩埚中加入烘干的Al-Si中间合金，再加入纯铝覆盖在Al-Si中间合金的上面，然后随炉一起升温至750℃，待其全部熔化，静置并保温20min；随后将Al-Ti中间合金加入到已熔化的合金熔液中，全部熔化后静置并保温10min；将温度调至720℃，向合金熔液中依次加入Al-Sc中间合金、Mg₃N₂粉以及Al-Mg中间合金(用铝箔包住加入)，全部熔化或溶解后用搅拌棒搅拌，静置并保温10min；

步骤3：精炼

用扒渣勺将合金熔液表层的浮渣快速地撇去，撇渣后采用钟罩将精炼剂(C₂Cl₆，占总量的0.6％)置于熔体底部，精炼除气，720℃下静置保温10～20min，除渣。由于精炼后熔体表层浮渣更多，需要快速彻底地一次性将浮渣用扒渣勺撇尽。

步骤4：浇注

将合金熔液升温至730℃，采用金属型模具进行浇注，获得合金铸锭；

步骤5：T6热处理